Laboratorio de hidráulica - Programa


CARRERA

NIVEL

HORAS SEMANALES

HORAS TOTALES

Ingeniería Civil 6º semestre 2 horas

32 horas

Ingeniería Ambiental      
PRERREQUISITO: Mecánica de fluidos y Estadística

CORREQUISITO: Hidráulica

Fecha de revisión: enero de 2002

JUSTIFICACIÓN

La real aproximación al comportamiento mecánico del agua permite confrontar las leyes adoptadas por la hidráulica y reconocer sus límites aplicación.  El trabajo experimental permite un acercamiento al fenómeno dando la posibilidad de asumir una nueva forma de abordar su estudio permitiendo otras formas de interpretación.

OBJETIVO GENERAL

Reconocer el comportamiento del agua por medio de la observación directa, la medición de las variables hidráulicas, el análisis mediante técnicas estadísticas, y la evaluación mediante aproximaciones teóricas analíticas o técnicas numéricas.

CONTENIDO RESUMIDO Horas
1.   Introducción
2.  
Vertederos de pared delgada
3.   Pérdidas por fricción en tuberías
4.  
Pérdidas locales en accesorios
5.  
Medidores de caudal en tuberías
6.  
Fuerzas sobre una compuerta. Calibración de una compuerta
7.  
Perfil de velocidad
8.  
Vertederos de pared gruesa
9.  
Energía específica
10.
Resalto hidráulico
11. 
Flujo uniforme
12. 
Flujo gradualmente variado
13. 
Flujo transitorio. Golpe de ariete
14. 
Flujo transitorio. Pozo de oscilación
15. 
Bombas centrífugas
16. 
Experimentación según temas de actualidad
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PROGRAMA DETALLADO
1. INTRODUCCIÓN

Requisitos del trabajo de laboratorio. Presentación del informe. Análisis de regresión y correlación. El por qué de la experimentación. Exactitud en las medidas.

2. VERTEDEROS DE PARED DELGADA

Ecuación de calibración a partir de la ecuación de Bernoulli. Ecuación de calibración por regresión. Tipos de vertederos.

3. PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN TUBERÍAS

Experimento de Reynolds. Fórmula de Darcy-Weisbach. Diagrama de Moody.

4.  PÉRDIDAS LOCALES EN TUBERÍAS

Coeficiente de pérdidas locales. Pérdidas por expansión brusca y gradual, por contracción brusca y gradual, por codos y por válvulas.

5. MEDIDORES DE CAUDAL EN TUBERÍAS

Venturímetro, placa orificio, tobera, medidores electrónicos.

6. FUERZAS SOBRE UNA COMPUERTA.  CALIBRACIÓN DE UNA COMPUERTA

Diagrama de presiones. Coeficientes de contracción y de descarga.

7.  PERFIL DE VELOCIDAD

Medición mediante molinete. Isótacas.

8.  VERTEDEROS DE PARED GRUESA

Ecuación de calibración a partir de la profundidad crítica. Ecuación de calibración por regresión. Tipos de vertederos.

9.  ENERGÍA ESPECÍFICA

Curva de energía específica a lo largo de un vertedero de sección triangular longitudinal. Diagrama de energía específica.

10. RESALTO HIDRÁULICO

Conceptos de cantidad de movimiento en flujo en canales. Diagrama de momentum. Diagrama de energía específica. Tipos de resalto hidráulico.

11. FLUJO UNIFORME

Coeficientes de Manning y de Chezy.

12. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO

Perfiles de flujo. Métodos para el cálculo del perfil de flujo.

13. FLUJO TARNSITORIO.  GOLPE DE ARIETE

Fenómeno del golpe de ariete. Aplicaciones: ariete hidráulico.

14. FLUJO TRANSITORIO.  POZO DE OSCILACIÓN

Ecuaciones del pozo de oscilación. Método de Scimemi.

15. BOMBAS CENTRÍFUGAS

Curvas de operación. Bombas en serie y en paralelo.

15. EXPERIMENTACIÓN SEGÚN TEMAS DE ACTUALIDAD
METODOLOGÍA

El profesor orientará el aprendizaje de los temas propuestos en el contenido motivando la participación del estudiante de manera que este se sienta partícipe en la construcción de su saber, en el desarrollo de sus habilidades y en la formación de sus valores.  El estudiante adquirirá un completo entendimiento de los conceptos fundamentales que requiere la asignatura mediante una aproximación cercana a los fenómenos con apoyo de imágenes, descripciones, experimentos y ejemplos; podrá llevar a cabo cualquier desarrollo demostrativo y sabrá aplicar lo métodos y expresiones para la solución de los problemas relacionados con la asignatura incluyendo el uso de herramientas tecnológicas actuales como software especializado.

EVALUACIÓN

La evaluación deberá responder con la metodología propuesta y será definida en acuerdo con profesor y estudiantes.

BIBLIOGRAFÍA

CHOW, Ven Te.  Hidrología aplicada.  Santafé de Bogotá, McGraw-Hill. 1993

GARCÍA, Bejarano, Javier.  Hidrología.  Santafé de Bogotá. 1978

MONSALVE, Germán.  Hidrología en la Ingeniería.  Santafé de Bogotá, Escuela Colombiana de Ingeniería. 1995

RAY, Linsley.  Hidrología para ingenieros.  Santafé de Bogotá, McGraw-Hill. 1977

REMENIERAS, G.  Tratado de hidrología aplicada.  Barcelona, Editores Técnicos Asociados. 1974

PREPARADO POR:

Coordinador de área:  Juan Fernando Barros Martínez