Coeficientes de coriolis y boussinesq

informe de coriolis y boussinesq

1. INDICE
INDICE..........................................................................................................................................1
INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................................1
OBJETIVOS....................................................................................................................................2
BREVE PRINCIPIO TEÓRICO...........................................................................................................2
EQUIPO DE TRABAJO....................................................................................................................4
PROCEDIMIENTO..........................................................................................................................4
CALCULOS Y RESULTADOS............................................................................................................5
CONCLUSIONES............................................................................................................................8
BIBLIOGRAFIA...............................................................................................................................9
DETERMINACION DE LOS COEFICIENTES DE
CORIOLIS Y BOUSSINESQ
INTRODUCCIÓN
Gaspar Coriolis demostró que la energía cinética real de una corriente fluida obtenida a
partir de donde v es la velocidad puntual, no es la misma que la energía cinética de esa
corriente fluida obtenida con la velocidad media V.

2. OBJETIVOS
Determinar experimentalmente los coeficientes de corrección de Coriolis y Bussinesq ,
(α y β) correspondiente al flujo usado a través de un conducto abierto.
BREVE PRINCIPIO TEÓRICO
EL COEFICIENTE DE CORIOLIS
La carga de velocidad de una corriente fluida, calculada con la velocidad media como:
siempre es menor que su verdadera magnitud. Esto es consecuencia de las resistencias
al movimiento debido a las propiedades del fluido y las rugosidades del contorno de
los conductos en contacto con el fluido que se manifiesta con una desigual distribución
de velocidades a lo largo de los ejes normales a la dirección del plano osculador del
flujo.
El valor real de la carga de velocidad se consigue con el factor a, conocido como Factor
de Corrección de Coriolis (α) , de la forma
El valor del Factor (α) a varía entre 1,03 y 1,36 para el caso de canales de sección
rectangular. (α) puede tener valores altos para canales pequeños o bajos para canales
de gran profundidad.
Igualmente, el tipo de régimen puede afectar el valor de Coriolis (α).
Por ejemplo, para el flujo laminar, puede tomar un valor igual a 2. Así también, para el
caso de flujo uniforme es igual a 1.
La expresión que se acerca a su valor tiene la forma:

Q = Caudal
A V
A
=
3
3
dò
n
a
A

=
3
3
V
A
iiåDn
a
A
Q
= V
2g
V

2
()
2g
V

2
a

3. A = Área
Velocidad media = (V)
Velocidad puntual, instantánea= (Vi),
Los valores comunes de Coriolis (α) son:
(α) Tipo de canal
1.10 Artificiales
1.20 Naturales
1.75 Ríos de planicie
EL FACTOR DE BOUSSINESQ
El cálculo de la cantidad de movimiento de una corriente fluida también se ve
afectada por la desigual distribución de velocidades representada en 2D y 3D; la
corrección debe realizarse por medio de un factor denominado Boussinesq (β) , en la
forma (β) ρ(v²A).
El valor del Factor (β) para canales prismáticos tiene valores entre 1,01 y 1,12; y
comparado con el Factor de Coriolis siempre (α) > (β), el valor del factor Boussinesq (β)
se puede obtener de
(β) Tipo de canal
1.05 Artificiales
1.17 Naturales
1.25 Ríos de planicie
Tabla de Valores
medios del factor
de BOUSSINESQ (β)
Tabla de Valores
medios del factor
de CORIOLIS (α)
=

A
b
n
i iA
V
2
2
Då
b
n
=
dA
V A
2
2
ò

4. 1.75 Sección compuesta
Un cálculo aproximado de los valores de los coeficientes a y b puede obtenerse,
utilizando las expresiones semi-empíricas como las siguientes [1]:
a = 1 + 3e
2
- 2e
3
b = 1 + e
2
e = V max / V - 1
Donde:
Vmax. = Velocidad máxima
V = Velocidad media
EQUIPO DE TRABAJO
·Canal de sección rectangular de pendiente variable
·Rotámetro
·Limnimetro
·Wincha
·Cronometro
PROCEDIMIENTO
·Seleccionar una sección de prueba en el canal y el caudal del ensayo.
·Establecer el flujo y esperar un tiempo suficiente para buscar el
equilibrio del funcionamiento del equipo (respuesta de los equipos).
·Tomar los datos del caudal y medir el tirante en la sección
seleccionada.

5. ·Colocar el micro correntómetro en el eje de la sección y medir las
velocidades a diferentes profundidades.

CALCULOS Y RESULTADOS
Area= 0.09
Vmedia =0.109m/s
V
2
=0.011881
1 2
3
4
5
6

6. V
3
=0.00129503
A*V
2
0.00106929
A*V
3
0.00011655
Vi V
2
V
3
dAi V
2
* dAiV
3
* dAi
0.0600 0.0036 0.0002 0.04060.000146168.7696E-06
0.1400 0.0196 0.0027 0.00530.000103881.4543E-05
0.1250 0.0156 0.0020 0.02910.000454695.6836E-05
0.1325 0.0176 0.0023 0.00900.000158012.0936E-05
0.000862730.00010108
α=0.86728702
β=0.8068286

7. Obteniendo áreas usando Autocad

8. CONCLUSIONES
·Se cumple que α› β

9. ·El coeficiente α se usa en los cálculos en que interviene la energía y el
coeficiente β en los cálculos en que interviene la cantidad de
movimiento.
·Se puede concluir que debido a la suposición que los valores de las
velocidades de las líneas de flujo cercanas a las paredes y fondo del canal
se aproximan a cero, el valor del caudal total no llega a ser el real
(medido con el rotámetro); y por tanto el valor de la velocidad media
(Vm) obtenida por el cociente del caudal total (Qt) y el área mojada (At)
se verá distorsionado, obteniendo un valor por debajo del normal.
·Además, de las fórmulas definidas en el marco teórico sabemos que los
coeficientes de distribución varían inversamente a las velocidades
medias, por tanto si tenemos velocidades medias por debajo de sus
valores reales obtendremos valores de coeficientes altos.

BIBLIOGRAFIA
·Hidraulica de Canales. Fundamentos. Juan Hernando Cadavid R. /
Paginas 50, 51, 52.
·Cuaderno de Laboratorio N°02 HIDRAULICA, URP.
·Wikipedia.
Vm = Q t :
At
si At = CONSTANTE
Qt (↓)  Vm (↓)
De la Ley de Continuidad :
Si : Vm (↓)  β ; α (↑)

10. ·El coeficiente α se usa en los cálculos en que interviene la energía y el
coeficiente β en los cálculos en que interviene la cantidad de
movimiento.
·Se puede concluir que debido a la suposición que los valores de las
velocidades de las líneas de flujo cercanas a las paredes y fondo del canal
se aproximan a cero, el valor del caudal total no llega a ser el real
(medido con el rotámetro); y por tanto el valor de la velocidad media
(Vm) obtenida por el cociente del caudal total (Qt) y el área mojada (At)
se verá distorsionado, obteniendo un valor por debajo del normal.
·Además, de las fórmulas definidas en el marco teórico sabemos que los
coeficientes de distribución varían inversamente a las velocidades
medias, por tanto si tenemos velocidades medias por debajo de sus
valores reales obtendremos valores de coeficientes altos.

BIBLIOGRAFIA
·Hidraulica de Canales. Fundamentos. Juan Hernando Cadavid R. /
Paginas 50, 51, 52.
·Cuaderno de Laboratorio N°02 HIDRAULICA, URP.
·Wikipedia.
Vm = Q t :
At
si At = CONSTANTE
Qt (↓)  Vm (↓)
De la Ley de Continuidad :
Si : Vm (↓)  β ; α (↑)