Universidad Nacional Agraria Agraria la Molina Facultad de Ingeniería Agrícola Departamento de Recursos Hídricos 2016-II
Tema: “Descarga “Descarga a través de vertederos”
Curso: Mecánica de Fluidos Profesor: Ingeniero Arapa Integrantes: Frisancho Larico Gerardo •
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Índice Introducción................................................................................................... 3 Objetivos........................................................................................................ 4 Generales.................................................................................................... 4 Específcos.................................................................................................. 4 arco teórico................................................................................................. " E#presión para el caudal en vertederos rectan$ulares............................... 6 E%uipos & ateriales...................................................................................... ' (rocedi)iento................................................................................................ ' *esultados......................................................................................................+ ,iscusiones.................................................................................................. 10 onclusiones & *eco)endaciones................................................................11 iblio$ra/ía................................................................................................... 11
Introducción uando la descar$a de un lí%uido se e/ecta por enci)a de un )uro o una placa &a superfcie libre la estructura idrulica en la %ue ocurre esta descar$a se lla)a ertedor. Este puede presentar di/erentes /or)as se$n las fnalidades a %ue sedestine. 5sí cuando la descar$a se e/ecta sobre una placa con perfl dec ual%uier /or)a pero con arista a$uda el vertedor se lla)a de pared 2
del$ada por el contrario cuando el contacto entre la pared & la l)ina vertiente es )s bien toda una superfcie el vertedor es de pared $ruesa. Este in/or)e tiene co)o objetivo /unda)ental estudiar anali7ar & co)parar el co)porta)iento de caudales to)ados e#peri)ental)ente en el laboratorio en tipo de vertedero rectan$ular con sus respectivos caudales teóricos.
Objetivos Generales •
Estudiar las características de 8ujo a trav9s de un vertedero de escotadurarectan$ular practicado en una pared del$ada & con el u) bral aflado. :aciendo uso de lo aprendido anterior)ente en la )edición de caudales. 3
Específcos •
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o)parar caudales prcticos con caudales teóricos e#traer datos & eli)inar los %ue se alejan & consolidar clculos. ,e)ostrar )ediante ecuaciones las relaciones entre las variables. Obtener un coefciente de ,escar$a uni/or)e
Marco teórico ;n vertedero es un )uro o una barrera %ue se interpone al 8ujo causando sobre-elevación del nivel de la l)ina a$uas arriba & dis)inución a$uas abajo.
ontrol de nivel en e)balses canales depósitos estan%ues etc. 5/oro o )edición de caudales. Elevar el nivel del a$ua. Evacuación de crecientes o derivación de un deter)inado caudal.
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ertederos de pared del$ada sin contracciones. ertederos de pared del$ada con contracciones. ertederos trian$ulares ertederos trape7oidales ertedero circular ertedero de cresta del$ada ertedero de cresta anca
Expresión el caudal
para en vertederos rectangulares
onsid9rese una corriente lí%uida %ue 8u&e a trav9s de un vertedero rectan$ular co)o se )uestra en la >i$ura 2.10.
"
?ean los puntos 0 & 1 en la superfcie libre del 8uido en una sección sufciente)ente lejos a$uas arriba del vertedero & justo enci)a de la cresta respectiva)ente. 5plicando la ecuación de ernoulli entre las secciones @0A & @1A despreciando las p9rdidas de car$a se tiene=
Expresión para el caudal en vertederos triangulares (ara )edir pe%ueBos $astos el vertedero trian$ular es )s preciso %ue el rectan$ular puesto %ue para un )is)o caudal los valores de son )a&ores. onsid9rese la f$ura si$uiente en donde se es%ue)ati7a el 8ujo a trav9s de un vertedero trian$ular si)9trico & de pared del$ada con un n$ulo θ en el v9rtice de la escotadura.
5nlo$a)ente a co)o se procedió en la sección rectan$ular despreciando la velocidad de apro#i)ación v0 la velocidad teórica del 8ujo sobre la cresta es=
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*eali7ando sustituciones con el caudal ele)ental se obtiene=
Equipos y Materiales E%uipo para la )edida de 8ujo en vertederos. ertedero rectan$ular & trian$ular de pared del$ada. ,epósito o probeta $raduada. ronó)etro.
C
>luido ,isponible. >or)ato para to)a de datos. Otros )ateriales de ofcina.
Procediiento •
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edir las características $eo)9tricas del vertedero. El vertedero en /or)a rectan$ular se )onta en un soporte al %ue %uedaran enclavados por unas tuercas. ircular a$ua por el canal & esperar %ue se estabilice el 8ujo. Espera)os %ue no discurra el a$ua para con el li)ní)etro to)ar lectura de la altura de re/erencia )edida desde el li)ní)etro asta la superfcie libre en reposo. ?e abre la vlvula para au)entar el caudal se to)a lectura de la altura a la %ue se encuentra la superfcie libre. on a&uda de la probeta $raduada se recibe el a$ua %ue sale por lae )bocadura a la ve7 %ue con el crono)etro se contabili7a el tie)po desde %ue el a$ua cae a la probeta asta %ue se esta se retira. edir el $asto real & se to)an los datos obtenidos para el clculo posterior. edir la car$a sobre la cresta del vertedero con el li)ní)etro.
,ispositivo para la
)edición de caudal a trav9s de vertederos
'
Lectur a N°1 1 $ % & '
Pesos (gramos) +".3 1'+ 2'3.' 3C".4 4C0.' "66.4 C0+.1
Altura (cm) 2 3 3 3 3 3 3
Tiempo (seg) +.C" '.41 C.0" 6."3 ".2+ ".62 4.++
Caudal (cm!s) 214.6C 3C3.31 44".32 4'0.C' "+3.4' ""'.63 62+.16
!esultados
audal vs >uer7a C00.00 600.00 "00.00 400.00 audal @c)3DsA
300.00 200.00 100.00 0.00
0
100 200 300 400 "00 600 C00 '00 >uer7a @$ra )os A
+
"olume# (cm) 20+3 20+3 20+3 20+3 20+3 20+3 20+3
Caudal vs Tiempo C00.00 600.00 "00.00 400.00
Caudal (cm!s) 300.00 200.00 100.00 0.00
4
"
6
C
'
+
10
11
Tiempo (s)
"iscusiones •
•
•
,e acuerdo a la $rfca obtenida el caudal tiene tendencia al au)entar la /uer7a ejercida acia el 8uido. En la lectura n)ero 6 lo )s probable es %ue a&a un error &a %ue el caudal dis)inu&e )ientras continuaba incre)entando la /uer7a. En cada lectura se a anali7ado el caudal & la /uer7a de e)puje con la )is)a altura a e#cepción de la pri)era lectura.
#onclusiones y !ecoendaciones •
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,e acuerdo a $rfca al au)entar la /uer7a con la cual se e)puja el 8uido el tie)po %ue de)ora para pasar todo el 8uido dis)inu&e por lo cual el caudal au)enta @olu)en constanteA. 5l acer las respectivas )ediciones en la lectura n)ero 6 ubo un error al )o)ento de calcular el tie)po &a %ue el caudal debe au)entar al incre)entar la /uer7a. ?e a reali7ado varias lecturas con la )is)a altura de car$a para la de)ostración de la proporcionalidad entre la /uer7a & el caudal. ?e debe tener bastante cuidado al )o)ento de reali7ar la )edición del tie)po del volu)en de a$ua %ue pasa por el vertedero &a %ue puede variar si$nifcativa)ente los resultados & la $rfca.
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$ibliogra%ía ttps=es.scribd.co)doc'14C61"1in/or)e-04-vertederos-rectan$ulares ttp=Feb.uae)e#.)#pestudlicenciaturascivilidraulica1(rE1ctica 20:I20C.pd/ ttps=es.scribd.co)doc+'4+030'edicion-de-audales-(or-ertederos
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