Estudio experimental de coeficientes de pérdida de carga local de energía por constricción excéntrica en canal de pendiente variable H91.8D

Abstract

 

 

RESUMEN

Se realizó el análisis del comportamiento de los perfiles de flujo de agua de los canales a través de las constricciones excéntrica y céntrica, conservación de energía, energía específica, tirante crítico, número de Froude y el cálculo de los coeficientes de perdida de carga local. Para la simulación controlada se utilizó el canal de pendiente variable H91.8D, cuyo rango de caudales se estimó entre 4.29 L/s a 20.74 L/s. Los prototipos experimentales construidos presentaron las siguientes características: ancho de la constricción céntrica de 20 cm, longitud L de 15, 30, 45 cm y ancho de la constricción excéntrica con dimensiones 15, 10, 7.5 cm y una longitud L de 15, 30, 45 cm. Los resultados experimentales indicaron que los rangos de los coeficientes de contracción (Kc) están entre 0.3 - 0.5 y los coeficientes de expansión (Ke) están entre 0.2 - 0.5. Además, se propusieron las siguientes ecuaciones que calculan coeficientes mediante el uso de la excentricidad:  Kc = 0,68e2 - 0,88e + 0,62 (Denli) y Kc = 0,85e2 - 1,05e + 0,67 (Hinds). Ke = -0,32e2 + 0,52e + 0,11 (General) y Ke = -0,40e2 + 0,24e + 0,38. Se concluyó que las fórmulas que mejor se adaptan para los coeficientes de contracción son Hinds y Denli y para los coeficientes de Expansión son General y Denli. Palabras claves: Coeficientes de pérdida, carga local, constricción excéntrica, canal de pendiente variable

ABSTRACT

The following experimental research made an analysis of the behaviour of the flow profile of water in open channels between centric and eccentric constrictions, energy conservation, specific energy, critical depth, Froude number and the calculation of local energy losses coefficient. For simulation purposes, the research team used the computerized open surface tilting flow channel H91.8D, that have a flow between 4.29 and 20.74 L/s. The experimental prototypes that were built presents the next characteristics: the centric constriction have a width of 20 cm and a variable length L of 15,30,45 cm while the eccentric constriction have a width of 15,10 and 7.5cm and a length L of 15,30,45 cm. After the analysis of the data, it can be seen that there is a range between 0.3 - 0.5 for contraction coefficient(Kc) and a range between 0.2 - 0.5 for expansion coefficient (Ke). Also, the authors proposed four equations that let you calculate coefficients using the eccentricity.                  Kc = 0,68e2 - 0,88e + 0,62 (Denli’s Formula) and Kc = 0,85e2 - 1,05e + 0,67 (Hinds Formula).       Ke = -0,32e2 + 0,52e + 0,11 (General’s Formula) and Ke = -0,40e2 + 0,24e + 0,38, (Denli’s Formula). It concluded that for contraction coefficients the best equations are Denli and Hinds and for Expansion coefficients the best ones are General and Denli. Key Words: Coefficient of local energy losses, Excentric Constriction, computerized open surface tilting flow channel H91.8D