UNIVERSIDAD DE SUCRE MARIA ANDREA DIAZ, PAOLA ANDREA SANES, JOSE MEZA GONZALEZ, WEND WENDY Y LAZARO.
[CARACTERISTICAS DEL FLUJO SOBRE UN VERTEDERO DE CRESTA ANCHA] LABORATORIO #4 DE HIDRAULICA
INFORME# 4 LABORATORIO DE HIDRAULICA
CARACTERISTICAS DEL FLUJO SOBRE UN VERTEDERO DE CRESTA ANCHA CARACTERISTICAS DEL FLUJO SOBRE UN VERTEDERO DE CRESTA ANCHA
ESTUDIANTES: DIAZ SIERRA MARIA ANDREA CÓD: 223-9401171430 LAZARO !END" LORAIME CÓD:223-920730237 MEZA $ONZALEZ JOSE RAFAEL CÓD: 223-9103301329 SANES $ONZALEZ %AOLA ANDREA CÓD: 223-930&270397
DOCENTE: IN$ENIERO LUIS RAFAEL DIAZ %ERALTA
UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE IN$ENIERIA DE%ARTAMENTO DE IN$ENIERIA CIVIL SINCELEJO-SUCRE I-2013
RESULTADOS E'%ERIMENTALES
Ancho del vertedero b (ancho del canal)= 0,075 m.
CARACTERISTICAS DEL FLUJO SOBRE UN VERTEDERO DE CRESTA ANCHA Altura de la placa del vertedero P = 0,099 m Gravedad g = 9,8 m/s2 Q (l/mn)
!0 (mm)
!" (mm)
"5,#
"7,$
"0,"
#",5
27,8
"$,9
#$
29,9
"9,"
59,2
%",2
25,9
&a'la". esultados e*permentales.
CALCULOS REALIZADOS
+n la o'tencn de los valores -ue nos servrn para la dentcacn del caudal terco como del coecente de descara 'a1o las condcones de lu1o so're un vertedero de cresta ancha se ho necesara la aplcacn de dversas rmulas producto de postulados 3 procedmentos e*permentales. 4urante la o'tencn de todas las vara'les se dentcara la ecuacn aplcada. Qmax=
1 , 7∗b∗ Ho
3/ 2
+cuacn. "
6a ormula anteror corresponde a un caudal m*mo terco (condcn de lu1o crtco) Q Real =1 , 7∗Cd∗b∗ Ho
3 /2
;
+cuacn. 2
4nde Cd es el coecente de descara, el cual puede ser determnado con la suente rmula Caudal real Cd= Caudal teorico
+cuacn. # ara hallar el valor de Ho se de'e consderar las condcones de e-ul'ro del lu1o (ecuacn de ernoull).
Ho=H1
+c. %
+ntonces 2
2
Vo V 1 Yo+ 2 g = Y1+ 2 g
+cuacn. 5 &ra'a1ando con Ho, se tene -ue
2
Vo Ho= Yo+ 2 g
+cuacn. $
CARACTERISTICAS DEL FLUJO SOBRE UN VERTEDERO DE CRESTA ANCHA
ara calcular la vara'le de V (velocdad), se hace uso de la e*presn V=Q/A
+cuacn. 7
4onde Q es el caudal (resulta de la lectura en el meddor de lu1o drecto) 3 A es la rea transversal del caudal, resultante del trante 3 el ancho del canal. or e1emplo ara el caudal "5,# lt/mn -ue es e-uvalente a 0,000255(m#/s), Y 0=0,0"7$m 3 Y 1=0,0"0"m, los clculos se realaron de la suente manera ara calcular H 0 con la +cuacn.$, en necesaro calcular la velocdad V 0 3 para ello el rea, 3 se ho as: A= b*Y 0 A= 0,075m;0,0"7$m A=0,00"#2m2 0,000255 m 3 / s
+ntonces con la +cuacn. 7 V 0=
0,00132 m 2
V 0=0,"9#"8"8"8m/s
!a tenendo las vara'les necesaras para aplcar la +cuacn. $ la cual es para el clculo de H 0, se tene -ue 0,193181818
Ho= 0,0"7$+
2∗9,8
2
=0,0"950%0%2m
Ahora, con la +cuacn. ", se tene -ue Qmax= 1 , 7∗0,075∗0,019504042
3/ 2
Qmax=0,000#%729%m#/s. 0,000255
or
!" (m) 0,0"0" 0,0"$9 0,0"9" 0,0259
Q+A6(m#/s) >0 (m) Q&+?@?(m#/s) 0,000255 0,0"950%0%2 0,000#%729% 0,000525 0,0#"0#%822 0,000$97082 0,000$ 0,0##552%27 0,00078#$0# 0,00098$$$7 0,0%$%0"97 0,00"27%%27 &a'la2. lculos realados.
d 0,7#%2%85"" 0,75#"#9"5# 0,7$5$9#8%9 0,77%20%%02
CARACTERISTICAS DEL FLUJO SOBRE UN VERTEDERO DE CRESTA ANCHA on los datos anterores se procede a d'u1ar racas -ue proporconen un me1or anlss. •
Grca ". Q Real s. H 0 0 0 0
!"$
0 0 0 0 0.02
0.02
0.03
0.03
0.04
0.04
0.05
0.05
0.04
0.04
0.05
0.05
H0
•
Grca 2. Cd s. H 0 0.78 0.77 0.76 0.75
C% 0.74 0.73 0.72 0.71 0.02
0.02
0.03
0.03
H0
CARACTERISTICAS DEL FLUJO SOBRE UN VERTEDERO DE CRESTA ANCHA
ANALISIS DE RESULTADOS
6os clculos necesaros para o'tener nalmente el coecente de descara Cd , arro1aron resultados -ue de'er ser comparados con las teor:as reerentes a las caracter:stcas de un lu1o so're un vertedero de cresta ancha. +n esto 'scamente consste el anlss de resultados del presente norme de la'oratoro. ara un vertedero de orma rectanular (como en este caso), se dce -ue el coecente de descara Cd , puede tomar valores eneralmente entre 0,$% 3 0,79B Cd es ual al caudal real so're el caudal terco, donde el seundo sempre es ma3or -ue el prmero, esta verdad pudo ser compro'ada en el presente norme de la'oratoro. 6os coecentes de descara o'tendos ueron valores -ue estuveron entre 0,7# 3 0,77, lo cual va acorde con lo anterormente e*puesto por la teor:a puesto -ue est dentro del rano menconado. +n cuanto se ho menor la cara so're el vertedero rente a la altura del vertedero ( P), menor ueron los Cd o'tendosB esto se de'e a la vena contra:da o ncluso a la tensn supercal del aua. +ntre el caudal real 3 la cara hdrulca de un punto ncal, e*ste una relacn de proporconaldad drecta como lo muestra la Graca ". +sta stuacn se presenta tam'Cn en la l:nea de tendenca entre el coecente de descara hdrulca 3 la cara hdrulca aun-ue en certo rano se mantuvo osclando como lo muestra la Graca 2. +sta stuacn de proporconaldad se muestra de'do -ue el aumento del alcance vertcal del ludo es ndcador del ncremento del caudal, 3 a su ve el ncremento del coecente de descara. ara nveles de auas a'a1o 'astante altos, el lu1o so're el vertedero es su'cr:tco, 3 est controlado totalmente por el nvel de auas a'a1o 3 no por el vertedor. uando 'a1a el nel de auas a'a1o, se presenta el lu1o crtco, con lo -ue el control del lu1o pasa al vertedor el lu1o permanece nvara'le, aun cuando contn relatvamente pe-ueEa entre las alturas de ener:a de auas arr'a 3 de auas a'a1o.
CARACTERISTICAS DEL FLUJO SOBRE UN VERTEDERO DE CRESTA ANCHA CONCLUSIONES " RECOMENDACIONES
6a mantud del lu1o aecta el coecente de descara Cd , 3a -ue en tanto -ue crcula ma3or cantdad de aua en un menor lapso de tempo el coecente de descara ncrementar contnuamente lleando a condcones cada ve ms cr:tcas en relacn al ludo. +l patrn de aua -ue pasa por el vertedero es vara'le, lo -ue snca -ue la ener:a ocasonada por la presn 3 la velocdad no se conserva constante, adems es evdente la dsmnucn del trante a causa de lo dcho anterormente. 6a altura del vertedero no aecta al coecente de descara, 3a -ue solo se asumen en la dmensn vertcal o alcance del lu1o el trante ocasonado por la vara'ldad del lu1o. F la mantud de la cresta es pe-ueEa, no urar:a una vara'le tan sncatva 3a -ue solo consttu3e una transcn de lu1o el cual mantene un trante unorme, por esta ran no se esperar:a -ue la lontud de la cresta del vertedero aecte al coecente de descara. ! s uere de ma3or mantud entonces se consdera -ue se dspa ener:a 3 por consuente se reduce el coecente de descara. +l ahoamento del vertedero, se presenta cuando ncrementa la prounddad auas a'a1o, de manera -ue el nvel del aua alcana el 'orde del vertedero, esto ocasona eecto de ondulamento en la superce del lu1o. +ste lu1o se conoce como lu1o de descara sumerda. +l coecente de descara depende en este caso de un parmetro adconal, -ue relacona la altura del nvel de auas a'a1o con una lontud caracter:stca del lu1o vertente. +n estos casos e*ste un eecto de remanso -ue no lo orna el nvel de auas a'a1o, sno la prounddad del ondo de auas a'a1o, medda por de'a1o del coronamento del vertederoB este eecto se de'e a -ue el chorro vertente e*permenta un aumento de presn al cam'ar de dreccn. +ste ncremento de presn ocasona un desplaamento de la seccn de control haca auas arr'a en dreccn a la cresta del vertedor 3 alcana valores tanto ms elevados cuanto ms alto se dspona el ondo de auas a'a1o. Fe puede conclur -ue una relacn de sumerenca neatva tene nluenca en vertederos rectanulares de cresta ancha. +sto no sucede en los de pared delada. omo recomendacn, es nteresante esta'lecer una relacn -ue srva para estmar el valor l:mte -ue de'e tomar la prounddad de auas a'a1o para no pertur'ar el coecente de descara. 6o ms recomenda'le al emplear un vertedero para la medcn de caudales, es mportante -ue este permaneca en lo ms pos'le sn sumersn o sn eecto de remanso desde auas a'a1o, 3a -ue pe-ueE:smos cam'os en el nvel de auas a'a1o nlur:an nota'lemente so're los caudales controlados por determnadas condcones auas arr'a, adems se o'tene -ue el lu1o de descara sumerda es atado.
CARACTERISTICAS DEL FLUJO SOBRE UN VERTEDERO DE CRESTA ANCHA
Q (lt/min) 42!3
H 2 H 1 1 −¿
Qs =¿ Q
)n)0,#85
VERTEDERO SUMERGIDO 1 (mm) 33!3
2 (mm) 16!4
