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https://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/19840| Título : | Construcción de un correntómetro utilizando el principio del tubo de Pitot para el aforo de caudales en canales abiertos. |
| Autor : | Reinoso Acaro, Marco Tene Medina, Josue Alfredo |
| Palabras clave : | CORRENTOMETRO DE PITOT CANALES DE RIEGO |
| Fecha de publicación : | 12-ene-2018 |
| Editorial : | Loja |
| Resumen : | La medición del caudal es de gran utilidad en la administración y ejecución de los programas de riego, la conducción del agua en los sistemas de riego se hace generalmente en canales abiertos que en su uso presentan deterioro como fugas, filtraciones o tomas clandestinas. Esto quiere decir, que para un buen plan de manejo y operación del sistema es condición imprescindible conocer los caudales a lo largo de las abscisas del canal, para determinar los sitios problema donde se hace necesario el mantenimiento del canal. En la agricultura campesina se usa pequeños caudales, medirlos es necesario especialmente en época de estiaje para determinar la superficie posible de riego y poder planificar una distribución equitativa de este escaso recurso. Los métodos para el aforo que se usan en la práctica son muy laboriosos, o de poca precisión. El molinete es útil y buena precisión, sin embargo, éste es de difícil acceso para los usuarios por su alto costo, o se complica porque el calado del canal no permite su uso. El método del flotador proyecta datos que adolecen de buena precisión; si se quisiese utilizar el método volumétrico, esta práctica se complica con caudales superiores a 5 l/s. Ante esta situación es necesario generar alternativas experimentales que busquen una solución a este problema. Para lograr esto, en esta investigación se pretende hacer uso del teorema de Bernoulli para diseñar, construir y evaluar un correntómetro que utilice la carga de velocidad para su medición en un punto. El presente trabajo de investigación se realizó en los laboratorios de hidráulica de campo de la carrera de Ingeniería Agrícola en la Facultad Agropecuaria y de Recursos Naturales Renovables de la Universidad Nacional de Loja que se sitúa en la ciudad Universitaria “Guillermo Falconí Espinosa”, sector la Argelia, siendo el objetivo principal de esta investigación, Contribuir al manejo eficiente del agua a través del aforo en los canales de riego, para lo cual se propuso los siguientes objetivos específicos: 1). Construir un correntómetro utilizando el principio del tubo de Pitot para el aforo de caudales en canales abiertos 2). Evaluar la profundidad a la que se encuentra la velocidad media del flujo de agua de acuerdo al revestimiento del canal 3). Evaluar el funcionamiento del correntómetro en el aforo de caudales comparado con el método volumétrico. La metodología usada fue la siguiente: previo a la construcción y el diseño del correntómetro, en el laboratorio de hidráulica se observó el comportamiento de la carga de velocidad y de la carga piezométrica en los tubos de Pitot y piezómetrico, respectivamente esto con el fin de tener argumentos para el diseño y construcción, estas experiencias preliminares permitió la construcción del dispositivo. Para encontrar la profundidad a la que se encuentra la velocidad media de acuerdo al revestimiento del canal, primero se conoció la velocidad real del flujo en el canal aforando los caudales de estos con el método gravimétrico y aplicando la fórmula de la continuidad se despejó la velocidad media del flujo, para luego dividir la sección del canal en líneas horizontales y verticales como una grilla y medir la carga de velocidad con el dispositivo en cada punto de la grilla, la carga de velocidad se la transformó en velocidad de flujo y con esta información se dibujó las líneas isotacas para ubicar la velocidad media que según la U.S. Geological Survey, se encuentra a 0,6 h desde la superficie en el eje de simetría del canal, esta velocidad se comparó con la velocidad media obtenida mediante el método gravimétrico, al no ser iguales las velocidades medias de los métodos del correntómetro con la del gravimétrico se aplicó un coeficiente de corrección (Kd) que se obtuvo de dividir la velocidad calculada por el método gravimétrico con la velocidad que salió de las líneas isotacas a la profundidad 0,6 h. La confiabilidad del correntómetro fue estimada calculando la velocidad media del flujo con el dispositivo calculando el caudal y multiplicando por el coeficiente (Kd) , para luego comparar con los valores obtenidos mediante el método volumétrico, aplicando la Fórmula: . Finalmente se concluyó que el correntómetro funciona con una precisión de 95,5% en el canal de hormigón y en el de tierra 97,5%, al calcular la velocidad del flujo utilizando la medición de la carga de velocidad. También este dispositivo utiliza materiales accesibles y de bajo costo para su construcción. Los coeficientes de descarga del dispositivo son diferentes para los canales de hormigón y de tierra, siendo estos 0,74 y 0,56 respectivamente. Entre las principales recomendaciones está investigar cómo cambia el coeficiente del correntómetro Kd en función del calado y de la rugosidad de las paredes del canal. Palabras claves: correntómetro, calado, carga de velocidad, velocidad media, coeficiente. |
| Descripción : | The flow measurement is very useful in the administration and execution of the irrigation programs, the water conduction in the irrigation systems is generally done in open channels that in their use show deterioration such as leaks, filtrations or clandestine outlets. This means that for a good plan of management and operation of the system it is an essential condition to know the flows along the abscissa of the channel, to determine the problem sites where it is necessary to maintain the channel. In the peasant agriculture is used small flows, measure them is necessary especially during the dry season to determine the possible area of irrigation and to plan an equitable distribution of this scarce resource. The methods for the gauging that are used in the practice are very laborious, or of little precision. The windlass is useful and good precision; however, it is difficult for users to access for its high cost, or it is complicated because the channel's draft does not allow its use. The float method projects data that suffers from good precision; if one wanted to use the volumetric method, this practice is complicated with flow rates greater than 5 l / s. Given this situation, it is necessary to generate experimental alternatives that seek a solution to this problem. To achieve this, this research intends to make use of Bernoulli's theorem to design, build and evaluate a current meter that uses the velocity load for its measurement at a point. The present research work was carried out in the field hydraulics laboratories of the Agricultural Engineering career in the Faculty of Agriculture and Renewable Natural Resources of the National University of Loja, which is located in the University City "Guillermo Falconí Espinosa", Argelia sector, being the main objective of this research. Contribute to the efficient management of water through gauging in irrigation channels, for which were proposed the following specific objectives: 1). Build a current meter using the principle of the Pitot tube for gauging in open channels 2). Evaluate the depth at which the average speed is found of the water flow according to the channel coating 3). Evaluate the performance of the current meter in the flow gauging compared to the volumetric method. The methodology used was the following: prior to the construction and design of the current meter, in the hydraulics laboratory was observed the load of speed and of the piezometric load in the Pitot tubes and piezo-metric, respectively, this in order to have arguments for the design and construction, these preliminary experiences allowed the construction of the device. To find the depth at which the average velocity is based on the channel coating, first was known the actual velocity of the flow in the channel gauging the flow of these with the gravimetric method and applying the formula of continuity the velocity was cleared average of the flow, to then divide the section of the channel into horizontal and vertical lines as a grid and measure the velocity load with the device at each point of the grid, the velocity charge was transformed into flow velocity and with this information were drawn the isotacas lines to locate the average speed that according to the US Geological Survey, is located 0.6 h from the surface in the axis of symmetry of the channel, this speed was compared with the average speed obtained by the gravimetric method, as the average speeds of the current meter methods are not equal to that of the gravimetric was applied a correction coefficient (Kd) that was obtained by dividing the speed calculated by the gravimetric method with the speed that came out of the isotacas lines at depth 0.6 h. The reliability of the current meter was estimated by calculating the average velocity of the flow with the device calculating the flow rate and multiplying by the coefficient (Kd), to then compare with the values obtained by the volumetric method, applying the formula: Q = V / t. Finally, it was concluded that the current meter works with an accuracy of 95.5% in the concrete channel and in the ground channel 97.5%, when calculating the flow velocity using the measurement of the speed load. This device also uses accessible and low-cost materials for its construction. The discharge coefficients of the device are different for the concrete and earth channels, these being 0.74 and 0.56 respectively. Among the main recommendations is to investigate how the coefficient of the Kd current meter changes according to the draft and the roughness of the channel walls. Keywords: current meter, draft, speed load, average speed, coefficient. |
| URI : | http://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/19840 |
| Aparece en las colecciones: | TRABAJOS DE TITULACION AARNR |
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