aforador_compuerta

8/17/2019 aforador_compuerta

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR.FACULTAD DEINGENIERIA GEOLOGIA, MINAS, PETROLEOS Y AMBIENTAL.INFORME DE PRACTICA DE LABORATORIO PREPARADO POR

EL ESTUDIANTE

LABORATORIO DE INVESTIGACIONESHIDRÁULICAS

2. Introdu!"n

A#oro on un$ o%&u'rt$

Es una compuerta está conformada por una placa móvil plana o curva que allevantarse permite regular la descarga o ujo del volumen de agua que se encuentraaguas arriba. La compuerta es un oricio que generalmente está en el piso, porejemplo de una canal o en el borde de un vertedero. El ancho de la compuerta sedene en función del ancho del canal o del ancho del vertedero o de la necesidaddel caudal que se requiere calcular para un proyecto determinado.

(. O)*'t!+o

(.-. G'n'r$'/

!eterminar el gasto que uye a trav"s de una compuerta hidráulica plana y sucoeciente de descarga.

(.2. E&'01o/

!eterminar los coecientes de contracción #$c%, coecientes de velocidad #$v%,coecientes de descarga #$d%.

!eterminar los caudales teóricos #&t% y caudales reales #&r%

!eterminar las curvas de descarga de la compuerta plana.

. M$ro t'"r!o 3 'u$!on' #und$%'nt$'

D'1n!!on'.4 'na $ompuerta es una placa móvil, plana o curva, que al levantarse,forma un oricio entre su borde inferior y la estructura hidráulica #presa, canal, etc.%sobre la cual se instala, y se utili(a en la mayor)a de los casos para la regulación decaudales, y como emergencia y cierre para mantenimiento en los otros.

Las compuertas tienen las propiedades hidráulicas de los oricios y, cuando están

bien calibradas, tambi"n pueden emplearse como medidores de ujo.Las condiciones f)sicas, hidráulicas, climáticas y de operación, evaluadasapropiadamente, imponen la selección del tipo y tama*o adecuado de lascompuertas.

En la práctica de distribución de agua a nivel nacional es muy com+n encontrarcanales que conducen el agua, en los cuales, a n de controlar adecuadamente elvolumen entregado, se construyen compuertas #gura % rectangulares, las cuales,en su ancho, coinciden con el ancho del canal #b%, y el usuario es capa( de controlarla apertura #a% para obtener el caudal adecuado. La aplicación de la Ecuación idealde -ernoulli a un hilo de corriente desde el nivel agua arriba y la sección de la venacontracta da como resultado

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PRÁCTICA N5 6 / AFORO DE CAUDALES CON EL USO DE UNA COMPUERTA 2/!3'L/$4ESTUDIANTE CARRERA SEMESTRE DOCENTE FECHA DE ENTREGA

Er!7 S$nt!$8o

L"&'9 C$)$$n8o In8'n!'r0$ A%)!'nt$ t'r'ro In8. S$o%"n :$3$ 2;-6 ;- -6


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EL ESTUDIANTE


h1+ v1

2

2g=h

2+ v2

2

2g

5ero por la ecuación de continuidad se sabe que

v1=

v2h2

h1=

v2

C v a

h1

que conduce a la ecuación del cálculo del caudal con

Q=C v ab√ 2 g∆h

6ig17 corriente lenta con compuerta6uente7 http788999..uba.ar8archivos8institutos:oricios:vertederos.pdf

Eu$!on' #und$%'nt$'/

Q R=V

t

V =volumen

t =tiempo

Qt =caudalteórico

Cd=coeficientede descarga

/01

Qt ¿C d × b × a √(2 g h1)


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b=ancho de a compuerta

Cd=Cc xCv

Cd=coeficiente de descarga

C c=coeficientede contracción

C v=coeficiente develocidad

C c=

h2

a

C C =coeficientede contracción

C v¿ 0.960+0.0979 ah1

C v=coeficiente develacidad

a=distancia del filo dela compuertaal fondo

h1=altura aguasarriba

6. E


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=. M'todoo80$• Llenar el canal de pendiente variable hasta un nivel adecuado.• =ientras el canal se llena hasta una altura deseada detenemos el caudal que

alimenta al canal.• >omar la medida del diámetro contra)do y previamente el diámetro del lo de

la compuerta hacia el fondo.• ?e reali(a el aforo volum"trico tomando una cantidad de agua que sale del

oricio de descarga del canal en un periodo de tiempo determinado con laayuda de un cronómetro y la bureta.

• @eali(ar el mismo procedimiento para distintos caudales de la válvula, y almismo tiempo A aberturas de la compuerta.

• @eali(ar los respectivos cálculos para los coecientes y los respectivoscaudales.

>. C?uo 3 &r''nt$!"n d' r'ut$do

>.- Cu$dro d' d$to '@&'r!%'nt$'

/01


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D!t$n!$ d' $ o%&u'rt$ $ #ondo$

)%

A)'rtur$

#m%

0.10- 0.0;B2 0.0;C( 0.0B 0.0C6 0.0


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Q R5=V T =

0.00772m3

3.11 s =0.00248

m3

s

Q R 6=V T =

0.00700m3

3.0s =0.00233

m3

s

$álculo del coeciente de velocidad7

C v=0.960+0.0979 a

h1

C v=0.960+0.0979× 0.025

0.123=0.980

C v=0.960+0.0979× 0.029

0.098=0.990

C v=0.960+0.0979× 0.035

0.071=1.008

C v=0.960+0.0979× 0.039

0.061=1.023

C v=0.960+0.0979× 0.041

0.057=1.030

C v=0.960+0.0979× 0.044

0.051=1.044

$álculo de coeciente de contracción

C c=h

2

a

/01


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C c1=0,017m

0,025m

C c1=0,68

C c2=0,019m

0,029m

C c2=0,65

C c3=

0,026m0,035m

C c3=0,74

C c4=0,027m0,039m

C c4=0,69

C c5=0,030m0,041m

C c5=0,73

C c6=0,037 m0,044 m

C c6=0,84

• $alculo del área #4%

r=a∗b

1=0,025∗0,10

1=2,5∗10−3

2=0,029∗0,10

2=2,9∗10−3

/01


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3=0,035∗0,10

3=3,5∗10−3

4=0,039∗0,10

4=3,9∗10−3

5=0,041∗0,10

5

=4,1∗10−3

6=0,044∗0,10

6=4,4∗10−3

• $alculo del caudal teórico # QT %

QT = √ 2 gh

QT 1=2,5∗10−3

√ 2(9,81 m/ s2)(0,123 m)

QT 1=3,884∗10−3 m3/s

QT 2=2,9∗10−3

√ 2(9,81m/ s2)(0,098m)

QT 2=4,021∗10−3 m3/s

QT 3=3,5∗10−3

√ 2(9,81m/s2)(0,071m)

QT 3=4,131∗10−3 m3/s

QT 4=3,9∗10−3

√ 2(9,81m/s2)(0,061m)

QT 4=4,27∗10−3 m3/s

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QT 5=4,1∗10−3

√ 2(9,81m /s2)(0,057m)

QT 5=4,336∗10−3 m3/ s

QT 6=4,4∗10−3

√ 2(9,81m/ s2)(0,051m)

QT 6=4,401∗10−3m3/s

C$uo d' o'1!'nt' d' d'$r8$ C d

C d=QrQt

C d1=2,07∗10−3

3,88∗10−3

C d1=0,53

C d2=2,53

∗10

−3

m

3

/s4,02∗10−3m3/s

C d2=0,63

C d3=2,390∗10−3m3 /s

4,13∗10−3m3/ s

C d3=0,58

C d4=2,413∗10−3

m3

/ s4,27∗10−3 m3/s

C d4=0,57

C d5=2,482∗10−3m3/s

4,34∗10−3m3/ s

C d5=0,57

/01


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C d6=2,33∗10−3m3/ s

4,40∗10−3m3 /s

C d6=0,53

C$uo d' o'1!'nt' d' ontr$!"n C c

C c=C dC v

C c1=0,53

0,98

C c1=0,54

C c2=0,63m0,99

C c2=0,64

C c3=0,58m

1,01

C c3=0,57

C c4=0,57m1,02

C c4=0,56

C c5=0,57m

1,03

C c5=0,55

C c6=0,53m1,04

C c6=0,51

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C$uo d' $ +'o!d$d t'"r!$ V t

V t =¿ √ 2gh1

V t 1=√ 2 (9,81m/s2 ) (0,123m )

V t 1=1,55 m/s

V t 2=√ 2 (9,81m /s2

) (0,098m )

V t 2=1,39 m/s

V t 3=√ 2 (9,81m/s2 ) (0,071m )

V t 3=1,18m / s

V t 4=√ 2 (9,81m/ s2 ) (0,061m)

V t 4=1,09m/s

V t 5=√ 2 (9,81 m/s2 ) ( 0,057 m)

V t 5=1,06 m/ s

V t 6=√ 2 (9,81 m/s2 ) (0,051m )

V t 6=1,00 m/ s

• $alculo de la velocidad real # V r %

V r=¿ C v∗V t

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V r1=¿ 0,97∗1,55

V r1=1,504 m/ s

V r 2=¿ 0,98∗1,39

V r2=1,36m/ s

V r3=1,01∗1,18

V r3=1,19m/s

V r4=¿ 1,02∗1,09

V r4=1,11m/s

V r5=¿ 1,03∗1,06

V r5=1,09m/s

V r6=¿ 1,04∗1,00

V r6=1,04m /s

CUADRO DE RESULTADOS

QCaudalreal (¿¿r

¿

QCaudalteorico(¿¿

¿

C c C v C d V r V t

m3

(¿¿ s)¿

m3

(¿¿ s)¿

ad ad ad m /s m /s

2,07∗10−3 3,884∗10−3 ;,6 ;, ;,6( 1,504 1,55

2,53∗10−3 4,021∗10−3 ;,= ;, ;,=( 1,36 1,39

2,390∗10−3 4,131∗10−3 ;,6> -,;- ;,6 1,19 1,18

2,413∗10−3 4,27∗10−3 ;,6= -,;2 ;,6> 1,11 1,09

2,482∗10−3 4,336∗10−3 ;,66 -,;( ;,6> 1,09 1,06

2,33∗10−3 4,401∗10−3 ;,6- -,; ;,6( 1,04 1,00

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GRÁFICA DE LA ALTURA - EN FUNCIN DEL CAUDAL REAL

0 0 0 0 0 0

0.1;

0.1

0.0D

0.0A0.0A

0.0B

f#F% G 0F H 0

A.tur$ - 'n #un!on d'. C$ud$. r'$.

GRÁFICA DE LA ALTURA - EN FUNCIN DEL CAUDAL TEORICO

0.0;

0.0;

0.0;

0.0

0.0

0.0<

f#F% G A.1F 0.1@I G 0.C1

A.tur$ 'n #un!on d'. C$ud$. t'or!o

. An?!! d' o r'ut$do

racias a los resultados obtenidos pudimos evidenciar que la altura de la cargamedida es directamente proporcional al caudal obtenido. !ebido a las condiciones

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