Flujo vertedero I. INTRODUCCION :Un vertedero hidrulico o
aliviadero es una estructura hidrulica destinada a permitir el
pase, libre o controlado, del agua en los escurrimientos
superficiales; siendo el aliviadero en exclusiva para el desage y
no para la medicin. Existen diversos tipos segn la forma y uso que
se haga de ellos, a veces de forma controlada y otras veces como
medida de seguridad en caso de tormentas en presasExisten varios
tipos de vertederos. Para el desarrollo de sta prctica se utilizar
un vertedero rectangular y uno en forma de V o triangular. Estos
son denominados vertederos de pared delgada. El vertedero
triangular es til para medir caudales volumtricos relativamente
pequeos y cuyo coeficiente de descarga Cq es aproximadamente igual
a 0,58 y para vertederos rectangulares los valores de Cq son
mayores.
II. OBJETIVOS:1. Obtener la relacin entre la carga y el caudal
2. Determinar la diferencia entre caudal terico y real 3. Como
calcular los datos de los vertederos rectangulares y
triangulares.
III. MARCO TEORICO:
Caudal (terico) para vertedero rectangular.
Formula F1
De donde:C=Coeficiente de descarga g=Gravedad (9.81
m/s2)H=Altura de la superficie hasta el chorro de agua.Q=Caudal
tericoC= constante del equipo (0.019998087)
Caudal (terico) para vertedero en forma de v o triangular:
; donde H = Hi H0 Formula F2
De donde:g=Gravedad (9.81 m/s2)Q=Caudal tericoO=ngulo de
vertederoH=Altura de vertedero hasta superficie de agua
Densidad (p):p=m/v Formula( F3)
De donde: P=densidad (agua)m=masa del agua V=Volumen
sumergido
Caudal real Formula F
De donde:Q=Caudal real p=densidad del aguat=tiempo de llenado de
recipiente de prueba.
IV. MATERIALES :
Probeta Banco hidrulico mvil Vertedero de forma rectangular
(b=3.1) Vertedero de forma triangular (b=5.8) Cronometro Libreta y
lpiz
V. METODO:
Se pone el vertedero en el banco hidrulico mvil y se sujeta con
un perno. Se libera el agua en el instrumento Luego que el lquido (
el agua ) Se ha estabilizado llenar la probeta con la cantidad de
agua que rebalsa sobre el vertedero y se controla el tiempo.
Calcula la cantidad de lquido se ha recolectado y el tiempo que se
ha tomado esto Se hace 5 repeticiones para cada vertedero Se
comienza con los clculos.
VI. PROCEDIMIENTO:Luego de haber obtenido los datos de
laboratorio (Tabla R1)Se pasa a calcular los caudales reales y
tericos Para dato 1 obtenido del vertedero rectangular usamos la
formula (F1)
Dado:C=0.01998087G=9.81H=H1-HO
=0.03Aplicacin=Q=(2/3)*(0.01998087)*(2*9.81)^(1/2)*(0.03)^(3/2)Q=0.000306588
(m3/s)
Para vertedero triangular para su primer dato Se aplica la
formula (F2)
; donde H = Hi H0
Dado:g=9.81O=29.99962687H=0.05Aplicacin=Q=(8/15)*((2*9.81)^(1/2))*(tg(29.99962687/2))*(0.05)^(5/2)Q=0.000353851
(m3 /s)
Clculo de perdidas
Para el vertedero rectangular:
, ,
En dondec=0.030 mg = 9.81AplicacinA= 0.03*0.03A= 0.0009 m2V2 =
0.000306588/0.0009V2 = 0.34065284 m/shf1-2= 0.03
[(0.34.65284)2/(2*9.81)]hf1-2 = 0.0359146
VII. RESULTADOSClculos obtenidos de laboratorioVERTEDERO
RECTANGULARVERTEDERO TRIANGULAR
H(cm)t(s)v(ML)H(m)t(s)v(ML)
3.8820150.0551005
4.2549500.4581330
3812250.047840
2814300.356575
4.748150.037420
Tabla R1
Grafica vertedero rectangular
Grafica de vertedero vertical
Caudales tericosQ(terico) rectnguloQ(terico) triangulo
0.0003065880.000353851
0.0087419770.085985721
0.0001668850.000202556
0.0069372840.045873847
0.0111851959.8673E-05
Tabla R2 Clculo de prdida del rea
rectangularAREAV(M/S)PERDIDA
0.00090.340652840.0359146
0.00841.040711610.33520289
0.00060.278141880.02394306
0.00720.963511720.28731676
0.00991.129817640.39506055
Tabla R3
VIII. CONCLUSIONES El vertedero triangular puede funcionar con
usando flujos pequeos, as como tambin con flujos grandes;
diferencia del vertedero rectangular,el cual solo puede manejar
flujos grandes, si el flujo es pequeo el vertedero debe ser
estrecho.
La importancia de los vertederos en los canales abiertos se debe
en que son dispositivos que permiten medir el flujo del caudal, son
usados debido que tienen un diseo simple y funcional, por lo por lo
cual son de fcil manejo y de bajo costo.
IX. BIBLIOGRAFIA GILES V. R. 2007. Mecnica de los fluidos e
hidrulica. Tercera Edicin. Editorial McGrawHill. Madrid, Espaa.
POTTER M. 2001. Mecnica de Fluidos. Tercer Edicin. Editorial
Thompson. Mexico D.F.
