Análisis de problemas hidráulicos, tipos de flujo y estructuras de aforo mediante la construcción de seis equipos experimentales en el canal de pendiente variable - UPAO - Sigüenza Corcuera, Heiner Mijael (2017)
Ante la importancia que representa el estudio de problemas hidráulicos y el comportamiento de los flujos ante estructuras hidráulicas en canales. Se presenta este trabajo de investigación, donde se aplica la medición de caudales, el análisis del comportamiento de la energía específica, la clasificación de los tipos de flujos; para las diferentes condiciones que se pueden presentar en las estructuras de aforamiento. Es por tal, que primero analizamos de forma experimental el funcionamiento que tiene dichos equipos, ayudados por un canal artificial con pendiente variable, ubicado en el laboratorio de Hidráulica, de la Universidad Privada Antenor Orrego, usando un rango de caudales entre 4.26 lt/s a 22.6 lt/s. Los equipos experimentales que se construyeron fueron los siguientes: para la medición de caudales, se consideró un Vertedero tipo Cipolletti, un Orificio de pared delgada y un Aforador Parshall, para el estudio de energía específica, se construyó un Aforador Venturi y un Vertedero de Pared Gruesa y para el estudio de los tipos de flujo se fabricó un Vertedero tipo Crump. Sobre la base de la formulación teórica existente y los resultados experimentales obtenidos, se propone un método para encontrar las ecuaciones de calibración propias de los equipos construidos. Además se presenta la comparación de los resultados entre ambos métodos, para así obtener un mejor criterio sobre cuál utilizar. Presentándose las siguientes ecuaciones para la medición de caudales para cada equipo construido: - Vertedero Cipolletti : =0.5662∗1.4077 - Orificio de pared delgada : =1.9856∗0.5722 - Aforador Parshall : =0.2261 1.5393 - Aforador Venturi : =0.2065 1.5064 - Vertedero de pared gruesa : =0.5236 1.461 - Vertedero tipo Crump : =0.4266 ℎ1.6643 Dónde: los valores de H, Ha, Ho y h, son las alturas de carga de agua medidas al principio de cada equipo. Estas ecuaciones muestran una buena aproximación a los valores de descarga medidos experimentalmente. Además, se realizó el análisis de las condiciones críticas que presenta el aforador Venturi, en la sección más estrecha, donde se muestra las condiciones de tirante crítico y energía mínima, del mismo modo con el vertedero de pared gruesa, que muestra a una proximidad de 15 cm desde el inicio del vertedero, estas condiciones. Con el vertedero tipo Crump se logró visualizar perfiles tipo M1, C1, S1 de acuerdo a como iba aumentando la pendiente del canal, y los resultados se compararon con los métodos teóricos existentes. Por último, se elaboraron guías didácticas experimentales, a partir de los análisis realizados, los cuales ayudaran a los estudiantes a comprender mejor los fenómenos hidráulicos de una forma didáctica; y haciendo uso de dispositivos que pueden ayudar a mejorar su experiencia profesional.