RESALTO HIDRULICO

download RESALTO HIDRULICO

of 15

  • date post

    02-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    89
  • download

    1

Embed Size (px)

description

descriccion de los diferentes tipos de resalto hidraulico

Transcript of RESALTO HIDRULICO

RESALTO HIDRULICO

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL

DEPARTAMENTO DE INGENIERA Y ARQUITECTURA

CTEDRA:

HIDRAULICA

CATEDRTICO:

ING.

TEMA:

APLICACIONES DEL RESALTO HIDRAULICO

INTEGRANTES:

RESALTO HIDRULICO

Es el fenmeno en el cual una corriente lquida de gran velocidad en flujo supercrtico, bajo ciertas condiciones, pasa a un flujo subcrtico con una brusca elevacin de la superficie libre.

RESEAHISTORICA

Hasta 1818, el resalto hidrulico estuvo considerado como un fenmeno complejo y misterioso, pero en este mismo ao, Bidone, realiz las primeras investigaciones sobre el resalto hidrulico, 10 aos ms tarde Belanger, analiz el fenmeno segn el principio de conservacin de energa y despus corrigi su anlisis usando la ecuacin impulso-momentum.

GENERALIDADES

Bajo ciertas condiciones, una corriente lquida de gran velocidad en flujo supercrtico, en un canal abierto pasa a flujo subcrtico con una brusca elevacin de la superficie lquida. En efecto, la corriente de gran velocidad se expansiona y convierte su energa cintica en trmica y potencial. Las perdidas de energa son mayores a medida que la altura del salto es mayor.

CLASIFICACION DE LOS RESALTOS HIDRAULICOS

(resalto ondulante), la superficie del agua muestra ondulaciones y solo hay una pequea diferencia entre las profundidades conjugadas.

(resalto dbil), la superficie del agua es tranquila, la velocidad es uniforme y la prdida de energa es baja.

(resalto oscilante) ocurre un chorro oscilante entre el fondo y la superficie libre.

(resalto estable), se tiene un intervalo de resaltos adecuados. El resalto est equilibrado y su accin es la deseada, siendo la disipacin de energa de 45% al 70%

(resalto fuerte) se generan olas intermitentes, que se desplazan hacia aguas abajo originando una superficie bastante alterada. La disipacin de energa puede llegar al 80%.

TIPOS DE RESALTOS HIDRULICOS

APLICACIONES DEL RESALTO HIDRAULICO

La disipacin de energa en flujos sobre diques, vertedores y otras estructuras hidrulicas.

El mantenimiento de altos niveles de agua en canales que se utilizan para el propsito de distribucin de agua.

Incremento del gasto descargado por una compuerta deslizante al rechazar el retroceso del agua contra la compuerta, esto aumenta la carga efectiva y con ella la descarga.

La reduccin de la elevada presin bajo las estructuras mediante la elevacin del tirante del agua sobre la guarnicin de defensa de la estructura.

La mezcla de sustancias qumicas usadas para la purificacin o el tratamiento de agua.

La aerificacin de flujos y el desclorinado en el tratamiento de agua.

La remocin de bolsas de aire con flujos de canales abiertos en canales circulares.

La identificacin de condiciones especiales de flujo, como la existencia del flujo supercrtico o la presencia de una seccin de control para la medicin de la razn efectividad-costo del flujo.

DISIPACION DE ENERGIA EN FLUJO SOBRE DIQUES , VERTEDEROS Y OTRAS ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

El resalto hidrulico es muy efectivo en disipar energa mecnica ya que es extremadamente turbulento, lo que es un rasgo caracterstico a tener en cuenta en aplicaciones a presas de tranquilizacin y vertederos. Es muy importante que tales resaltos se siten en lugares diseados especialmente; de otro modo en la solera del canal se formaran socavones por la agitacin turbulenta.

En general, hay que recurrir a la experimentacin para valorar las prdidas de carga. Sin embargo el resalto hidrulico tienen el privilegio de que se pueden calcular analticamente.

Ecuaciones de resalto hidrulico

(Numero de Froude) Ec. 1

(Relacin de calados conjugados) Ec. 2

(Energa disipada) Ec. 3

(Longitud del resalto)

(Potencia destruida)

(Potencia destruida)

Ejemplo:

Despus de pasar por el aliviadero de una presa, 243 m3/s pasan a travs de un cuenco de hormign (n=0.013) plano. La velocidad del agua en la base del aliviadero es de 12.60 m/s y la anchura del cuenco es 54 m. Estas condiciones producirn un resalto hidrulico, siendo 3.00 m la profundidad en el canal situado despus del cuenco, A fin de que el resalto este dentro del cuenco,

Con que longitud deber construirse el cuenco?

Cuanta energa se pierde desde el pie del aliviadero hasta la seccin de aguas abajo del resalto?

Solucion:

Datos:

Q=243m3/s

n=0.013

v1=12.60m/s

b=54m

y3=3.00m

Longitud del cuenco

Primero se calcula la profundidad y1. Se sabe que Q=A1V1 as que

Entonces

Luego se calcula la profundidad y2 en el extremo aguas arriba del resalto. Se sabe de la ecuacin (2) que, que en nuestro caso seria:

De continuidad sustituyendo en (a) y simplificando se tiene:

Entonces

Ahora se calcula la longitud LAB del flujo retardado

Para el punto A:

Para en punto B:

Sea y como se muestra en la figura as que:

Donde S se obtiene de la

ecuacin de Manning para el sistema mtrico

entonces:

Para calcular la longitud del resalto es decir entre los puntos B y C se toma cualquiera de las ecuaciones que se muestran en la tabla 2. Tomaremos por tanto:

R// a) La longitud total del cuenco ser entonces:

esto es 35.57m

Perdida de energa

La perdida de energa se calcula con la ecuacin

entonces

R// b) La perdida total de energa cintica provocada por el resalto es

Esto significa que el resalto hidrulico disipa un 57% de

la energa, tambin puede calcularse la potencia destruida por el resalto con la

ecuacin:

el resto de la energa se traduce en un incremento de la

temperatura que puede calcularse con la ecuacin:

entonces

Con lo que se concluya

que la disipacin es grande pero el aumento de temperatura es despreciable