experiencia nº 1 flujo sobre vertedero triangular

7/23/2019 EXPERIENCIA N 1 FLUJO SOBRE VERTEDERO TRIANGULAR

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EXPERIENCIA N 1

FLUJO SOBRE VERTEDERO TRIANGULAR

1.- OBJETIVO

a) Determinar del caudal que fluye por un canal, empleando un vertedero

triangular.b) Determinar experimentalmente el coeficiente de descarga Cd para

vertederos triangular.c) Graficar la curva altura h vs. Gasto Q.

2. FUNDAMENTO TERICO

Conce!o "e c#$"#%&

Cmo se estudio, para dinmica de fluidos, caudal es el volumen de fluido

que pasa por un determinado elemento en la unidad de tiempo. !ara la

ingenier"a cuando medimos el agua que pasa por un riachuelo o un r"o, por

una tuber"a, por una seccin normal de una corriente de agua, o cuando se

mide el volumen del agua que produce un po#o o una mina o la que entra,

o sale de una planta de tratamiento, en una unidad de tiempo, se conoce el

caudal.

$l caudal de un r"o es fundamental en el dimensionamiento de%

& !resa 'hidrulicas)(

& bras de control de avenidas

Dependiendo del tipo de obra, se emplea los caudales medios diarios, con

un determinado tiempo de recurrencia o tiempo de retorno, o los caudales

mximos instantneos.

!odemos calcular el caudal si tenemos%

A% rea de las seccin transversal (m2)

Velocidad es el espacio recorrido durante determinado tiempo. v % velocidad

'm*s)

!or lo tanto simboli#amos el caudal con Q (m3/s), donde%


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Conce!o "e 'e(!e"e(o&

+n vertedero es una estructura hidrulica destinada a permitir el pasae,

libre o controlado del agua en los escurrimientos superficiales. -os

vertederos son simples aberturas sobre las que se desli#a un l"quido.

!ueden ser entendidos como orificios cuya arista superior est sobre el

nivel de la superficie libre del l"quido. ormalmente los vertederos

desempe/an funciones de seguridad y control.

T)o* "e 'e(!e"e(o*&

-os vertederos pueden clasificarse de varias maneras%

0. !or su locali#acin en relacin a la estructura principal% 1ertederos frontales( 1ertederos laterales( 1ertederos tulipa, este tipo de vertedero se sit2a fuera de la presa y la

descarga puede estar fuera del cauce aguas abao.3. Desde el punto de vista de los instrumentos para el control del caudal

vertido% 1ertederos libres, sin control. 1ertederos controlados por compuertas.

4. Desde el punto de vista de la pared donde se produce el vertimiento% 1ertedero de pared delgada( 1ertedero de pared gruesa(

5. Desde el punto de vista de la seccin por la cual se da el vertimiento% 6ectangulares( 7rape#oidales( 7riangulares( Circulares( -ineales, en estos el caudal vertido es una funcin lineal del tirante

de agua sobre la cresta.

8. Desde el punto de vista de su funcionamiento, en relacin al nivel aguas

abao% 1ertedero libre, no influenciado por el nivel aguas abao( 1ertedero ahogado.

Ve(!e"e(o* *e+,n e% !)o "e #(e" o( "on"e oc$((e e% 'e(!))en!o&

Como lo mencionamos anteriormente tenemos dos tipos de vertederos

seg2n la pared por donde ocurre el vertimiento de agua, 9i la descarga se

efect2a sobre una placa con perfil de cualquier forma pero de arista aguda,


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el vertedero se llama de pared delgada( cuando la descarga se reali#a

sobre una superficie, el vertedero se denomina de pared gruesa. :mbos

tipos pueden utili#arse como dispositivos de aforo en el laboratorio o en

canales de peque/as dimensiones. $l vertedero de pared gruesa se

emplea adems como obra de control o de excedencias en una presa y

como aforador en grandes canales.

Vertedero de pared delgada:

-a utili#acin de vertederos de pared delgada est limitada

generalmente a laboratorios, canales peque/os y corrientes que no

lleven escombros y sedimentos. -os vertederos de pared delgada

pueden ser de varias formas( trape#oidales, circulares, compuestas,

triangulares y rectangulares.

!ara hacer las mediciones debe haber una po#a de amortiguacin o un

canal de acceso aguas arriba para calmar cualquier turbulencia y lograr

que el agua se acerque al vertedero lenta y suavemente. $l vertedero

debe tener el extremo agudo del lado aguas arriba para que la corriente

fluya libremente. : esto se denomina contraccin final, necesaria para

aplicar la calibracin normali#ada.

-a cara de aguas arriba del vertedero debe ser instalada verticalmente y

el borde de la placa debe estar cuidadosamente conformado. -a


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estructura delgada est propensa a deteriorarse y con el tiempo la

calibracin puede ser afectada por la erosin de la cresta.

-os dos tipos ms comunes son el vertedero triangular 'con escotadura

en 1) y el vertedero rectangular. $n algunos vertederos se combinan las

caracter"sticas de la escotadura en 1 y de la escotadura rectangular. $l

vertedero Cipolletti tiene una cresta hori#ontal como una escotadura

rectangular y lados en pendiente, sin embargo, para instalaciones

sencillas, esto no aporta ninguna ventaa con respecto a la escotadura

rectangular.

$l vertedero compuesto se utili#a a veces cuando hace falta una

medicin sensible de caudales reducidos a trav;s de la escotadura en 1y se necesitan tambi;n mediciones de caudales grandes a trav;s de la

escotadura rectangular. $l dise/o y la calibracin ms complicada

implican que este tipo de vertedero se limite a estudios hidrolgicos

compleos.

Vertedero de pared gruesa:

$n las corrientes o r"os con gradientes suaves, puede resultar dif"cilinstalar vertederos con pared aguda que requieren un rebose libre de

aguas abao, es por eso que los vertederos de pared gruesa es utili#ado

principalmente para el control de niveles en los r"os o canales, pero

pueden ser tambi;n calibrados y usados como estructuras de medicin

de caudal. $stos vertederos son estructuras fuertes que no son da/adas

fcilmente y pueden manear grandes caudales.

:lgunos tipos de vertederos de pared gruesa son% vertedero hori#ontal debordes redondeados y el triangular, pueden utili#arse para un amplio rango

de descarga y operan efica#mente a2n con fluo con carga de sedimentos.

$l vertedero rectangular es un buen elemento de investigacin para

medicin del fluo de agua libre de sedimentos. $s fcil de construir, pero

su rango de descarga es ms restringido que el de otros tipos.


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S$o*)c)one* #(# #%%#( %# (e%#c)/n en!(e %# "e*c#(+# 0 %# #%!$(# *o(e

%# c(e*!#&

-a relacin entre la descarga y la altura sobre la cresta del vertedero,

puede obtenerse matemticamente haciendo las siguientes suposiciones

del comportamiento del fluo%

0. :guas arriba del vertedero el fluo es uniforme y la presin var"a con la

profundidad de acuerdo con la hidrosttica 'pantener un nivel casi constante aguas arriba de una obra de toma,

permitiendo que el fluo sobre el coronamiento del vertedero se

desarrolle con una lmina l"quida de espesor limitado.


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& $n una obra de toma, el vertedero se constituye en el rgano de

seguridad de mayor importancia, evacuando las aguas en exceso

generadas durante los eventos de mximas crecidas.

& !ermitir el control del fluo en estructuras de ca"da, disipadores deenerg"a, transiciones, estructuras de entrada y salida en alcantarillas de

carreteras, sistemas de alcantarillado, etc.& Garanti#ar un nivel con poca variacin en un canal de riego, aguas

arriba.& Constituirse en una parte de una seccin de aforo del r"o o arroyo.

ota% $l perfil ?reager o similar, es de uso frecuente en los sistemas de

aprovisionamiento de agua, cuando la captacin debe reali#arse en r"os

de bao tirante y, consecuentemente, es necesario elevar el nivel para

captar aguas con seguridad y mayor calidad, dado que sern ms claras

por el efecto provocado al alentar la sedimentacin al reducir la

velocidad.

$se tipo de aprovechamiento recibe el nombre de @:#udA.

A%)c#c)one* "e 'e(!e"e(o*&

-os vertederos son com2nmente utili#ados para corrientes de bao caudal,

en plantas de tratamiento de aguas residuales y en industrias que manean

baos caudales.

9eg2n las caracter"sticas f"sicas 'geometr"a) de la salida del efluente, y en

el caso que el m;todo volum;trico sea inoperante, se puede aplicar el

m;todo del vertedero, que consiste en una obstruccin hecha en el canal


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para que el agua 'superficial, residual domestica o industrial) retroceda un

poco atrs de la obstruccin y fluya sobre o a trav;s de ella. 9i se mide la

altura de la superficie l"quida corriente arriba es posible determinar el fluo.

-a posibilidad de utili#ar este m;todo depender de las caracter"sticas del

efluente y de las instalaciones que este posea.

-os vertederos son estructuras que tambi;n tienen aplicacin muy

extendida en todo tipo de sistemas hidrulicos y expresan una condicin

especial de movimiento no uniforme en un tramo con notoria diferencia de

nivel. Como ya lo hemos mencionado desempe/an funciones de seguridad

y control.

$n una presa se denomina vertedero a la parte de la estructura que permitela evacuacin de las aguas, ya sea en forma habitual o para controlar el

nivel del reservorio de agua.

Ve(!e"e(o

$s un dispositivo hidrulico que consiste en una escotadura a trav;s del

cual se hace circular el caudal que se desea determinar. 9on estructuras

muy sencillas que se instalan en un canal, normales al fluo, logrando queal verter agua sobre ellos forme una seccin cr"tica y por tanto el caudal Q

sea funcin de la carga hidrulica sobre el vertedero B. 7iene aplicacin

muy extendida en todo tipo de sistemas hidrulicos y desempe/an

funciones de seguridad y control.

Cuando se produce el fluo sobre el vertedero hay un descenso peque/o de

la superficie libre del agua y contin2a hasta el vertedero mismo hasta unaaltura B sobre el vertedero. -a contraccin de la superficie libre, la produce

la aceleracin que sufre el agua al aproximarse al vertedero, donde la

energ"a potencial se transforma en energ"a cin;tica '1er fig. 0). -a altura B

sobre el vertedor, es el factor principal que hace que ocurra el fluo Q, no se

puede derivar ninguna relacin simple entre estas dos variables, por las

siguientes ra#ones%

-a forma de la imagen del fluo.


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o se puede calcular el efecto de la turbulencia y de los procesos de

friccin.

!ara derivar una ecuacin simple se supuso que%

a) -a distribucin de velocidades arriba del vertedor, es uniforme.b) 7odas las part"culas de fluidos mueven hori#ontalmente al pasar sobre

la cresta del vertedero.c) -a presin debao de la lmina descendente es cero 'conveniente

aireacin).d) 9e desprecia las influencias de la viscosidad, turbulencia, fluos

secundarios y tensin superficial.

D)*!()$c)/n "e P(e*)one*

-a presin en cualquier punto de la seccin transversal del fluo en un canal

de

pendiente peque/a, se puede medir por la altura de la profundidad delagua enun tubo pie#om;trico instalado en el punto. $liminando disturbios menores

debido a la turbulencia, la columna de agua en el pie#metro debe al#arsedesde el punto de medida hasta la l"nea de la superficie del agua( en otraspalabras, la distribucin de presin sobre la seccin transversal de un canales la misma que la distribucin de presin hidrosttica y por lo tanto ladistribucin es lineal. $strictamente hablando, la aplicacin de la leyhidrosttica en un canal es vlida si los filamentos del fluo no tienencomponentes de la aceleracin en el plano de la seccin transversal. : estetipo de fluo se le llama fluo paralelo, en el que las l"neas de corriente notienen curvatura sustancial ni divergencia. -a ley de la hidrosttica dedistribucin de presin es aplicable al fluo uniforme y al fluo gradualmentevariado.

Distribucin de velocidades

1;rtice !eridico 6emolibre

B

!


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V/(!)ce Pe()/")co

+nvrticees unflujo turbulentoen rotacin espiral con trayectorias decorriente cerradas. Como vrtice puede considerarse cualquier tipo de fluo

circular o rotatorio que poseevorticidad. -a vorticidad es un conceptomatemtico usado endinmica de fluidosque se puede relacionar con lacantidad de circulacin o rotacin de un fluido. -a vorticidad se define comola circulacin por unidad de rea en un punto del fluo.

$l movimiento de un fluido se puede denominarsolenoidalsi el fluido gira enc"rculo o en h;lice, o de forma general si tiende a rotar en torno a un ee.

+n vrtice puede tener fluos circulares o rotatorios que poseenvorticidad%concepto matemtico usado endinmica de fluidos. 9e lo puede vincular conla circulacin o rotacin en un fluido. $n dinmica del fluidos, lavorticidad es la circulacin por unidad de rea a un punto en el campo de

fluo. $s una magnitudvectorial, con una direccin que es 'hablando enrudo) el ee del remolino.

:s" en dinmica de fluidos, el movimiento de un fluido puede decirse queesvorticialsi el fluido se mueve alrededor de un c"rculo, o en una h;lice, osi tiende a una espiral alrededor de alg2n ee. 7al movimiento puedetambi;n ser llamadosolenoidal.

Reo%)(e

$l vrtice libre o remolibre se genera con el agua que se descarga a trav;s

de un orificio intercambiable ubicado en la base del vertedero triangular( el

perfil resultante se mide usando una combinacin de calibre y escala de

profundidad.

Ten*)/n *$e()c)#%

9e ha observado que entre la interfase de dos fluidos que no se me#clan

se comportan como si fuera una membrana tensa. -a tensin superficial es

la fuer#a que se requiere para mantener en equilibriouna longitud unitaria

de esta pel"cula. $l valorde ella depender de los fluidos en contacto y de

la temperatura. -os efectos de la superficial solo apreciables en fenmenos

de peque/as dimensiones, como es el caso de tubos capilares, burbuas,

gotas y situaciones similares.

3C$4n"o *e $*# $n 'e(!e"e(o !(#e5o)"#%6

$l gasto de un vertedero trape#oidal se puede calcular suponiendo la suma

del gasto correspondiente a uno rectangular con longitud de cresta b y el
http://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_turbulentohttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_turbulentohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vorticidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_de_fluidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Solenoidalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Solenoidalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vorticidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_de_fluidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Vector_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Vorticial&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_solenoidalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_solenoidalhttp://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vorticidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_de_fluidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Solenoidalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vorticidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_de_fluidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Vector_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Vorticial&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_solenoidalhttp://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_turbulento


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triangular formado con las dos orillas. $s conveniente entonces entender lo

que sucede con los vertederos rectangulares y con los triangulares.

3C$4n"o *e $*# $n 'e(!e"e(o !()#n+$%#(6

$l vertedero triangular es un instrumento de medicin de caudal

muy adecuado para el caso de fluos muy variables, siendo as" preferible al

vertedero rectangular. :dems, estos vertederos proporcionan un excelente

m;todo para medir peque/os gastos 'inferiores a 4E -*s) y cargas

superiores a F cm y hasta de FEcm, aunque cuando el fluo est entre 5E

-*s y 4EE -*s suelen ser ms precisos que los rectangulares, para gastos

mayores es recomendado este 2ltimo.$ste tipo de vertedero se emplea con frecuencia para medir caudales

peque/os 'inferiores aproximadamente a F l*s).$n el esquema de la

geometr"a de este tipo de vertedero. $l ngulo enla cresta puede tomar

cualquier valor, aunque es muy frecuente el vertedero con < HEI .

3C$4n"o *e $*# $n 'e(!e"e(o (ec!#n+$%#(6

$stos vertederos proporcionan un excelente m;todo para medir enormesgastos 'superiores a 4EE -*s).

Cuando el vertedero rectangular no abarca completamente el ancho del

canal,la lmina de agua que fluye por encima del vertedero se ve sueta a

una contraccin lateral a2n ms pronunciada que la correspondiente al

ancho del propio vertedero. $llo es debido al efecto de vena contracta, es

decir, la m"nima seccin transversal de la lmina descargada, para la que


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el vector velocidad ya no tiene componente paralela al plano del vertedero,

tiene lugar a una cierta distancia aguas debao de la cresta del vertedero.

$n realidad este efecto de vena contracta tambi;n afecta a la arista

hori#ontal inferior del vertedero, pero normalmente en menor medida.

Ve(!e"e(o* !()#n+$%#(e*

-os vertederos triangulares estn ampliamente difundidos por su facilidad

de construccin y medicin. 9u uso es especialmente 2til en los peque/os

canales de riego para fines de distribucin de agua.

!ara vertedores triangulares, la frmula para hallar el caudal terico es%

)0'............................Bg3.b08

5Q 3

4

t =

Donde b es el ancho de la boca del vertedero, B la carga sobre el vertedero

y g la aceleracin de la gravedad.

F)+. 2Ve(!e"e(o !()#n+$%#(

!ara obtener una funcin del ngulo de abertura del vertedero ( de la Jig.

3 se tiene la siguiente ecuacin%

)3'............................B

3*b

37ang =

Despeando b se tiene% )4'............................3

7ang.B33

=

b

B

h

p


12/43

-uego reempla#ando la ecuacin '4) en la ecuacin '0) se obtiene%

)3(........................2

tan215

18 2/5HgQ

t

=

:fectando la ecuacin '5) por el coeficiente de descarga Cd, nos dar la

frmula general de caudal real en vertederos triangulares.

)5(............................2

tan215

18 2/sdt HgCQ

=

$ntonces el coeficiente de descarga es%

)F'............................Q

QC

t

rd=

Ve(!e"e(o *$e(+)"o o #o+#"o

1ertedero es una pared que intercepta la corriente o fluido que se despla#a porun canal, por una #ana, por una quebrada o un r"o, causando una elevacindel nivel del fluido aguas arriba, y que se emplea para controlar el nivel y medirel caudal. $l punto o arista mas bao de la pared en contacto con la lminavertiente, se conoce como cresta del vertedero( el desnivel entre la superficielibre, aguas arriba del vertedero y su cresta, se conoce como carga.

9i la lmina descarga en el aire, el vertedero tiene descarga libre. 9i ladescarga es parcial debao del agua, el vertedero esta sumergido o ahogado'figura 0). $l canal que conduce hasta un vertedero es el canal de llegada. -avelocidad media en este canal es la velocidad de llegada.

figura 0. 1ertedero sumergido o ahogado.


13/43

Con!(#cc)one* en 'e(!e"e(o

$cuacin para un vertedero rectangular de pared delgada%:plicando la ecuacin de Kernoulli entre los puntos 0 y 3 sobre una mismal"nea de corriente, se obtiene%

+n coeficiente Cd determinado experimentalmente, se involucra paraconsiderar el uso de las suposiciones, entonces%

Cd es conocido como Coeficiente de Descarga.

+n 'e(!e"e(o (ec!#n+$%#( *)n con!(#cc)/nes aquel cuyo ancho es igual al delcanal de aproximacin. !ara este tipo de vertedero es aplicable la frmula de6ehbocL para hallar el valor de Cd%

Donde p es la altura de la cresta del vertedero medida desde el piso del canal.

+n 'e(!e"e(o (ec!#n+$%#( con con!(#cc)/nes aquel en el cual el piso y losmuros del canal estn lo suficientemente aleados del borde del vertedero y porlo tanto no influyen en el comportamiento del fluo sobre ;l. !ara este tipo de

vertedero es aplicable la frmula de Bamilton9mith para hallar el valor de Cd%

Ve(!e"e(o "e C)o%%e!!)

$l vertedero tipo Cipolletti es trape#oidal. -a inclinacin de los lados es de5v*0h '5 unidades en la vertical por 0 unidad den la hori#ontal. $l mayor caudal

que pasa por la inclinacin de los lados del trapecio, compensa la contraccin

lateral de los vertederos rectangulares, por lo tanto pueden utili#arse la frmula

y la tabla de coeficientes correspondiente al vertedero rectangular.

Debido a que el vertedero trape#oidal tiene escaso inter;s, ha sido poco

estudiado.


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+nicamente se le ha dado importancia al llamado de C)o%%e!!)que tiene el

tra#o de un trapecio regular con taludes en los lados ?edir el ngulo del vertedero.b) Colocar el vertedero triangular con sus respectivos pernos.c) >edir la altura p desde el fondo del canal al v;rtice del vertedero,

colocando la mira 4 a 5 veces tomando el origen como centro de

coordenadas.d) -lenar el tanque con agua.e) $ncender la bomba y esperar que se estabilice el fluo.f) >edir el volumen del depsito inmediato al vertedero.g) >edir el tirante h en el pie#metro, aguas arriba del vertedero.

h) >edir dos veces el tempo t que demora el agua en llenar el volumen

para ello tapar el sumidero.i) 6epetir el procedimiento para diferentes caudales, para ello regular la

vlvula situado en la tuber"a de descarga de la bomba.

;. DATOS

:notar los datos obtenidos del experimento en la tabla 0, que se muestra a

continuacin%


15/43

TABLA 1. OBTENCION DE DATOS

Ve(!e"e(o !()#n+$%#(

:ngulo% < HEI 1olumen% .2 C4%c$%o "e% c#$"#% (e#% @8(

Calcular el caudal real con la frmula%

)s*m'............................tQ

4

r =

Donde% volumen 'm4) 7 < tiempo promedio 's)

:notar los resultados en la tabla 3.

>.7 C4%c$%o "e% !)(#n!e *o(e %# c(e*!# @

Calcular el tirante sobre la cresta con la frmula%

)m'......................phB =


16/43

Donde% h < altura del pie#metro 'm)

p < altura desde el fondo del canal al v;rtice del vertedero 'm)

:notar los resultados en la tabla 3

>.: C4%c$%o "e% c#$"#% !e/()co @8!

Calcular el caudal terico con la frmula%

)/(............................2

tan215

8 32/5 smHgQt

=


>.; C4%c$%o "e% coe)c)en!e "e "e*c#(+# @C"

Calcular el coeficiente de descarga con la frmula%

t

rd Q

QC =


RESOLUCION DE CALCULOS 9 RESULTADOS

:) !ara el primer caudal'Q0)%

!rueba 0

1agua < 5HEEm- < 5.H- < 5.HP0E 3 3m

'>;todo volum;trico, con una arra milimetrada en su contorno exterior)

P>edidas de tiempo% 5.Fs

5.s

5.Rs

$n consecuencia, tenemos%

t < 3t3+t2+t1

< 5.RF8

Determinamos el caudal real @QrA%


17/43

Qr<

t

agua;todo volum;trico, con una arra milimetrada en su contorno exterior)


t < 2t2+t1


29/43

De la figura%

h< Sf Ss


30/43

:ngulo% < HEI 1olumen% ;todo volum;trico, con una arra milimetrada en su contorno exterior)


t < 2t2+t1

< 4.8E8s


Qr<

t

agua


31/43

Ss


32/43

:ngulo% < HEI 1olumen%


33/43

Ss


34/43

3 4.34 E.EE0F384 E.EF4 E.EE3484 E.FHER

==

2/4

1i

dtC

E.FRR


Ve(!e"e(o !()#n+$%#(



t < 2t2+t1


35/43

Sf'de la mira al fondo del canal)


36/43

t

rd Q

QC = < E.F850


Ve(!e"e(o !()#n+$%#(



t < 2t2+t1

< H.E38s


Qr<

t

agua< E.30FP 31" sm /3

6ecopilando datos del equipo y datos experimentales%

Sf'de la mira al fondo del canal)


37/43

Ss'de la mira a la superficie o nivel del agua)< 5.FP0E 2 m

Ss


38/43

Ve(!e"e(o !()#n+$%#(P($e# )s't )/( 3 smQr


39/43

$ntonces%

C" 1>;

Cd 'textos) < E.8H4

-uego%5$3."

!1!"5."

)(

)(e&'=

tericoC

erimentoC

d

d

)("414$.1)(e&' tericoCerimentoC dd = < )(14$.1"4 tericoCoo

d.

!or ende, se concluye% )(tericoCd U)(e&'erimentoC

d

7= De$e*!(e %# ec$#c)/n !e/()c# "e% c#$"#% #(# 'e(!e"o(e* !()#n+$%#(e*.

R. d: x

y

dy

h2

*

!ara medir peque/os gastos, el vertedero triangular es ms

preciso que el rectangular, puesto que, para un mismo caudal, los valores de h

son mayores.

Consid;rese la figura siguiente, en donde se esquemati#a el fluo a trav;s de

un vertedero triangular, sim;trico y de pared delgada, con un ngulo

en elv;rtice de la escotada.

Despreciando la velocidad de aproximacin, 1o, la velocidad terica del

fluo sobre la cresta, es%

V1 2g(

-a descarga elemental, a trav;s del diferencial de rea, es%

"8 V1 "A 2g(

d:


40/43

De la figura, "A 2"0

:dems, tan '* 3) < x*'hy)

edidor !arshall J-N>$C normalmente se usa para medir el caudal de

entrada y salida en las plantas de tratamiento y reciclae de los lodos de las

tasas de fluo. $l equipo se divide en tres partes% la seccin convergente, la

seccin estrangulada 'garganta) y la seccin divergente. $l l"quido se


41/43

asegur en su seccin convergente, donde los efectos de la velocidad son

virtualmente eliminados.

$l tama/o de las canaletas !arshall J-N>$C se reali#a a trav;s de la

anchura de la seccin estrangulada, llamada la garganta 'N), que van

desde 0 hasta 03, y el caudal m"nimo y mximo que se presentar.

$ste equipo est construido en una sola pie#a y tiene barras de J6! de

aluminio o de acero inoxidable en la parte superior para impedir el cierre de

los lados en el momento de cemento, !1C y escala interior, se gradu en

mW * h. $xternamente recepcin de la solicitud de cera gel coat 'a#ul) y el

interior en contacto con el l"quido y gel coat tambi;n se aplica el inhibidor

de los rayos ultravioleta.

Me")"o( "e C#$"#%& Ven!$()

*ste medidor reem'la+a la medida del gasto 'or la medida de una diferenciade 'resiones. *l medidor de Venturiconsiste en dos troncos de cono unidos

'or un tubo ( ,ste a su ve+ esta conectado a la conducci-n 'or otro tubo estetubo contiene mercurio ( constitu(e un man-metro diferencial /ue determina

la diferencia de 'resiones entre esos dos 'untos.

0or lo general es una 'ie+a fundida formada 'or una 'orci-n corriente arribadel mismo tamao /ue la tuber2a forrada de bronce ( 'rovista de un anillo

'ie+om,trico 'ara medir la 'resi-n esttica3 una regi-n c-nica convergente3

una garganta cil2ndrica forrada de bronce ( 'rovista de otro anillo'ie+om,trico3 ( una secci-n c-nica gradualmente divergente forrada de

bronce la cual desemboca en una secci-n cil2ndrica del tamao de la tuber2a.n man-metro diferencial est conectado a los dos anillos 'ie+om,tricos. *l

tamao del medidor Venturise da con el dimetro de la tuber2a ( la garganta3'or ejem'lo un medidor Venturide ! # 4 in 'uede ser instalado en una tuber2a

de !5 ( tiene una garganta de 45. 0ara obtener resultados adecuados el


42/43

medidor Venturidebe ser 'recedido al menos 'or una longitud de 1"dimetros de tuber2a recta. *n el flujo de la tuber2a a la garganta la velocidad

aumenta muc)o ( la 'resi-n disminu(e en forma corres'ondiente. 6edemuestra /ue la magnitud de la descarga 'ara flujo incom'resible es funci-n

de la lectura del man-metro.

7as 'resiones en la secci-n corriente arriba ( en la garganta sonpresionesreales ( las velocidades de la ecuaci-n de 8ernoullison velocidadestericas. 6i se consideran ',rdidas en la ecuaci-n de energ2a

entonces las velocidades sern reales.

;. D#( conc%$*)one* (e*ec!o # %# ee()enc)#

R.

$l m;todo volum;trico dio el resultado por promediacin, los siguientes

caudales reales% Qr0


43/43

>= D#( (ecoen"#c)one* (e*ec!o # %# ee()enc)#

R.

7odas las medidas hacerse con solo un instrumento. $emplo% Ssuperficie

del agua < 0.3 cm 'mira) y Ssuperficiedel agua < 0R.4 cm 'regla). 9e recomienda que el docente cuide los materiales. 9e recomienda inculcar a cada alumno el trabao en grupo al reali#ar

el experimento en la sesin.

B)%)o+(##

1en 7c ChoX, Bidrulica de los canales abiertos. 6ichard Jrench, Bidrulica de los canales abiertos.

GV-$9, 6anald 1., >ecnica de los Jluidos e

Bidrulica. -ibros >cGraXBill 9eries de

Compendios 9B:+>. Kogot. 0HFH.

Gilberto 9otelo Yvila ,Bidrulica general 6amiro >arbello !;re#, Jundamentos para la prctica de

-aboratorio de Bidrulica

experiencia nº 1 flujo sobre vertedero triangular

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