Universidad de Chile Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas



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Figura 1: situación en el canal para el punto 3

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Primero realizaremos el análisis teórico. La energía en 1 la calculamos a partir de la altura que se midió en la posición 1.
Tabla 1: altura para punto 3

Medición

h [cm]

1a

14,9

2da

14,6

3a

14,5

Promedio

14,67





Y por conservación de momenta entre la posición 2 y la posición 3, obtenemos la altura máxima, ya que no se están considerando pérdidas friccionales y la altura se supone constante después del resalto.

El valor experimental de la altura en la posición 3 es , y la de la posición 2 es de



  1. A continuación se hará el análisis de cada caso, de acuerdo a las alturas obtenidas.




  • Resalto rechazado:


Figura 2: resalto rechazado

1 2 3







La altura en 2 se obtuvo del promedio de 3 alturas medidas en distintos puntos cercanos.




La altura en la posición 3 se obtuvo del promedio de 2 mediciones en distintos puntos cercanos.





  • Resalto al pie:

Figura 3: resalto al pie

1 2







  • Resalto ahogado:

Figura 4: resalto ahogado



1 2



Se puede apreciar que en los tres casos se produjo pérdida de energía en el flujo, ya que las energías calculadas delante de la compuerta son bastante menores a las calculadas tras la compuerta.


  1. Se harán los cálculos en el resalto rechazado.


Figura 4: resalto ahogado

0 1 2



  • Datos prácticos







  • Datos teóricos



Como se puede apreciar, los valores de las momentas dan muy parecidos, pero dado que las mediciones de las alturas del flujo se realizan de forma manual, es normal que no se pueda obtener un valor muy preciso. Además el flujo no es perfectamente uniforme a lo ancho del canal, lo que hace aún más la medición exacta de la altura.
A continuación se medirá la pérdida de energía del resalto.


  • Datos prácticos


Λ


  • Datos teóricos


Λ
En este caso se puede apreciar que el valor teórico encontrado es notoriamente menor al práctico. Esto está dentro de lo esperado, ya que en la práctica existen pérdidas friccionales, las que el análisis teórico no considera.

  1. En la siguiente tabla se resumen los datos obtenidos. El punto 1 es el más bajo que es alcanzado por el flujo antes de la compuerta, y el punto 12 es el último.


Tabla 2: cotas piezométricas

Punto

hp[cm]

1

23,4

2

23,6

3

23,7

4

24,4

5

24,1

6

24,1

7

24,1

8

24

9

23,1

10

23,6

11

24,2

12

23,6

Los datos de la tabla no representan bien el fenómeno de la ley hidrostática, seguramente porque las mangueras que unen los puntos en la compuerta con el tablero no están totalmente libres de alteraciones, ya que en ciertos puntos éstas se aplastan unas a otras, alterando los datos reales. Las mangueras además son bastante fáciles de deformar. Aun así se sabe que la ley hidrostática se debe cumplir, por lo que la supondremos válida para poder obtener el valor de la fuerza ejercida sobre la compuerta, y luego poder comparar aquel valor con el nuevo valor que nos da la variación de momentas antes y después de la compuerta.





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