Orificios y Boquillas

1 UNIVERSIDAD PARTICULAR DE CHICLAYO

FACULTA DE ARQUITECTURA Y URBANISMO E INGENIERIA CIVIL 1 MECANICA DE FLUIDOS I

INDICE 1) 2) 3) 4)

........................................................................................................................... ... INTRODUCCION.............................................................................................................................. OBJETIVOS....................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ... GENERALIDADES............................................................................................................................. .......................................................................................................................... ... CLAS CLASIF IFIC ICAC ACIÓ IÓN N DE DE LOS LOS ORIF ORIFIC ICIO IOS S.................... .............................. .................... ..................... ..................... ..................... ................................ ..................... ... 4.1) ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................... .................... ... Según el ancho de la pared ....................

4.2)

................................................................................................................... ... Según la la fo forma......................................................................................................................

4.3) 4.3)

............................... .................... ..................... .......................................... ............................... ... Segú Según n sus sus dimen dimensi sion ones es rela relati tiva vas s.....................

4.4) 4.4)

.................................................................................................... .... Segú Según n su func funcio iona nami mien ento to................................................................................................

5) 6) !) $)

............................... ..................... ..................... .................... ..................... ............................. .................. ... CLAS CLASIF IFIC ICAC ACIÓ IÓN N DE DE LAS LAS BO BOQU QUIL ILLA LAS S..................... ............................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ............................... .................... ... FOR FORUL ULAS AS PARA ARA ORIF ORIFIC ICIO IOS S.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ............................... ..................... ... C"LC C"LCUL ULO O DE LA LA VEL VELOCID OCIDAD AD TEÓ TEÓRI RICA CA V# V#.................... ............................................................................................................... .... COEF COEFIC ICIE IEN NTE DE FLU FLUJO...................................................................................................................

Coeciente de descarga Cd.- es la relación enre el ca!"al real #!e $asa a ra%&s "el "is$'sii%' ( el ca!"al eóric'..................................................................................................................................... ... Coeciente de velocidad Cv: es la relación enre la %el'ci"a" )e"ia real en la sección reca "e la c'rrien c'rriene e *c+'rr', *c+'rr', ( la %el'ci"a" %el'ci"a" )e"ia )e"ia i"eal #!e se en"r-a en"r-a sin r'a)i r'a)ien en'...... '.......... ......... ......... ......... .......... ......... ......... ......... ....... ....... .... Coeciente de contracción Cc: relación enre el /rea "e la sección reca c'nra-"a "e !na c'rriene *c+'rr *c+'rr', ', ( el /rea /rea "el 'ri0ci' 'ri0ci' a ra%&s ra%&s "el c!al !(e !(e............ ............ .............. ............... .............. ...... ........... ...... .......... ....... .. ...

%) 1&) 11) 12) 13) 14) 15) 15)

.............................. .................... ..................... ..................... ..................... ........................ ............. ... C"LC C"LCUL ULO O DEL DEL CAUD CAUDAL AL DE UN UN ORI ORIFI FICI CIO O.................... .............................. ........................................ ................................. ... DETERINA DETERINACIÓN CIÓN DEL DEL COEFICIEN COEFICIENTE TE DE VELOCID VELOCIDAD AD C'.................... ..................................................................................... ... C"LCULO C"LCULO DE LA P(RDIDA P(RDIDA DE DE CARGA CARGA *+) *+).................................................................................. .............................. .......................................... ................................... ... DESCRIPCION DE LA INSTALACION INSTALACION PARA PARA EL ENSAYO, ENSAYO,.................... PROCEDIIE PROCEDIIENTO NTO DEL ENSAYO, ENSAYO,................................................................................................... . .............................. .................... ..................... ..................... ..................... ...................... ........... .. DATOS DATOS OBTENID OBTENIDOS OS EN LABORA LABORATORIO.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... ............................. ................... . CUES CUESTI TION ONAR ARIO IO.....................

a.

E2$li#!e E2$li#!e a #!e se "e3e la 4'r)ació 4'r)ación n "e la c'nracci c'nracción ón "e !n c+'rr c+'rr'........... '...................................... ............................. ..

3.

De"!ca De"!ca la ec!ación ec!ación 5eneral 5eneral $ara 'ri0ci's 'ri0ci's "e 5ran"es 5ran"es "i)ensi'nes "i)ensi'nes ( $'ca $'ca car5a................. car5a...................

c.

De0na ( clasi0#! clasi0#!e e a)$lia)en a)$lia)ene e acerca acerca "e l's l's 'ri0ci's 'ri0ci's "e "escar "escar5a 5a s!)er5 s!)er5i"a......... i"a..................... .............. ..

".

Calc!lar Calc!lar l's l's c'e0cie c'e0cienes nes "e "escar5a "escar5a C" C" ( "e resis resisencia encia "e !6' 7....................................... 7......................................... ..

e.

Gra0car l's %al'res %al'res '3eni"'s '3eni"'s "e C" ( 7 %ers!s %ers!s 89D: a5r!$/n"'l's a5r!$/n"'l's en "'s "'s c!r%as................. c!r%as...................

4.

Gra0car l's "a's "e ca!"al Qr %ers!s %ers!s la car5a 8................... 8............................. ..................... ..................... ..................... .................. ....... ..

5.

Gra0#!e Gra0#!e la ra(ec'ria ra(ec'ria "el "el c+'rr' c+'rr' ( %eri0#!e %eri0#!e en en el )is)' )is)' 5r/0c' 5r/0c' c'n la ra(ec'ria ra(ec'ria eórica. 1;

+. C')ene C')ene ( +a5a c'ncl!s c'ncl!si'nes i'nes en 3ase 3ase a l's 5r/0c's 5r/0c's $resena" $resena"'s: 's: )ani4es )ani4esan"' an"' enre 'ras c'sas las ra'nes "e la c'nc'r"ancia ' "iscre$ancia c'n l's %al'res $re"ic+'s $'r la e'r-a............ i.

FACULTA DE ARQUITECTURA Y URBANISMO E INGENIERIA CIVIL > MECANICA DE FLUIDOS I

ORIFICIOS Y BOQUILLAS 1) IN INTR TROD ODUC UCCI CION ON El es!"i' "e las 3'#!illas se "e3e a $'"er realiar !na )e"ición ace$a3le las $&r"i"as 'ri5ina"as en las )is)as: c'n l' #!e se $!e"e c'n'cer c!/les s'n real)ene l's %'l?)enes ' ca!"ales #!e $asan $'r !n canal ' !na !3er-a: es' es "e 5ran i)$'rancia en la in5enier-a ci%il $ara el "ise=' "e canales: re$resas: re$resas: "e$ósi's: ec.

2) OB OBJE JETI TIV VOS • •

•

C'n'cer la clasi0cación ( !s's "e l's 'ri0ci's ( 3'#!illas. Deer)inar el ca!"al #!e $asa a ra%&s "e !n 'ri0ci' ( "e !na 3'#!illa. Deer)inar Deer)inar las ec!aci'nes ( c!r%as "e $ar'na)ien' $ar'na)ien' "e 'ri0ci's ( "e 3'#!illas.

3) GE GENE NERA RALI LIDA DADE DES S El 'ri0ci' se !ilia $ara )e"ir el ca!"al #!e sale "e !n reci$iene ' $asa a ra%&s "e !na !3er-a. El 'ri0ci' en el cas' "e !n reci$iene: $!e"e +acerse en la $are" ' en el 4'n"'. Es !na a3er!ra 5eneral)ene re"'n"a: a ra%&s "e la c!al !(e l-#!i"' ( $!e"e ser "e arisa a5!"a ' re"'n"ea"a. El c+'rr' "el !i"' se c'nrae a !na "isancia c'ra en 'ri0ci's "e arisa a5!"a. Las 3'#!illas es/n c'nsi!i"as $'r $ieas !3!lares a"a$a"as a l's 'ri0ci's ( se e)$lean $ara "iri5ir el c+'rr' l-#!i"'. En las 3'#!illas el es$es'r "e la $are" e "e3e ser )a('r enre > ( @ %eces el "i/)er' d "el 'ri0ci'.

ORIFICIO

BOQUILLA

4) CLAS CLASIFICA IFICACIÓN CIÓN DE LOS LOS ORIFIC ORIFICIOS IOS 4.1) Según el ancho de la pared ricios de pared delgada Es !n 'ri0ci' "e $are" "el5a"a si el ?nic' c'nac' enre el l-#!i"' ( la $are" es alre"e"'r "e !na arisa a0la"a ( e  1.d : c')' se '3ser%a en la si5!iene 05!ra. C!an"' el es$es'r "e la $are" es )en'r #!e el "i/)er' (e  d) n' se re#!iere 3iselar.


FACULTA DE ARQUITECTURA Y URBANISMO E INGENIERIA CIVIL @ MECANICA DE FLUIDOS I

ricios de pared gruesa La $are" en el c'n'rn' "el 'ri0ci' n' iene arisas a0la"as ( 1. d  e  >d . Se $resena a"+erencia "el c+'rr' l-#!i"' a la $are" "el 'ri0ci'.

4.2) Según la forma Ori0ci's circ!lares. Ori0ci's recan5!lares. Ori0ci's c!a"ra"'s.

1

4.3) Según sus dimensiones relativas Se5?n Ae%e"': N ( Ac'sa: A. Ne' l's 'ri0ci's se $!e"en clasi0car se5?n s!s "i)ensi'nes relai%as as- Ori0ci's $e#!e='s Si "8 Ori0ci's 5ran"es Si "8 d: "i/)er' "el 'ri0ci'. H: $r'4!n"i"a" "el a5!a +asa el cenr' "el 'ri0ci'.

4.4) Según su funcionamiento

O-/0 0 0-7 89-. En ese cas' el c+'rr' !(e li3re)ene en la a)ós4era si5!ien"' !na ra(ec'ria $ara3ólica.

O-/0 0 0-7 *7. C!an"' el 'ri0ci' "escar5a a 'r' an#!e c!(' ni%el es/ $'r arri3a "el can' in4eri'r "el 'ri0ci': se "ice #!e la "escar5a es a+'5a"a. El 4!nci'na)ien' es i"&nic' al 'ri0ci' c'n "escar5a li3re: $er' se "e3e ener en c!ena la car5a h es enre la l/)ina "e !6' anes ( "es$!&s "el 'ri0ci'.

BOQUILLAS Y ORIFICIOS

|

1

5) CLASIFICACIÓN DE LAS BOQUILLAS C8:-0.; a)3i&n "en')ina"as 3'#!illas $arón ( "e c')$'ra)ien' si)ilar al "e !n 'ri0ci' "e $are" 5r!esa. A#!ellas: a s! %e: es/n "i%i"i"as en ineri'res ( e2eri'res. En las 3'#!illas ineri'res *' "e B'r"a, la c'nracción "e la %ena 'c!rre en el ineri'r: n' necesaria)ene el c+'rr' se a"+iere a las $are"es ( $resena !n c'e0ciene "e "escar5a #!e 'scila alre"e"'r "e .1 *Ae%e"': N. ( Ac'sa: A.: 1;H,. *Ae%e"': N. ( Ac'sa: A.: 1;H,: %er Ta3la III.1.

C<0.; c'n esas 3'#!illas se a!)ena el ca!"al: (a #!e e2$eri)enal)ene se %eri0ca #!e en las 3'#!illas c'n%er5enes la "escar5a es )/2i)a $ara # J 1@ @K: l' #!e "a c')' res!la"' !n c'e0ciene "e "escar5a "e .; *n'a3le)ene )a('r al "e las 3'#!illas cil-n"ricas,. Las 3'#!illas "i%er5enes c'n la $e#!e=a sección inicial c'n%er5ene se "en')inan V=#>-? $!es' #!e 4!er'n es!"ia"as $'r ese in%esi5a"'r: #!e "e)'sró e2$eri)enal)ene #!e !n /n5!l' "e "i%er5encia "e  5ra"'s ( e J ;d $er)ie l's )/s al's c'e0cienes "e "escar5a.

6) FORULAS PARA ORIFICIOS El ca!"al #!e $asa a ra%&s "e !n 'ri0ci' "e c!al#!ier i$': es/ "a"' $'r la si5!iene ec!ación 5eneral "e $ar'na)ien' BOQUILLAS Y ORIFICIOS

|

1

m

Q= K × H

Q @ H

 ca!"al.  c'nsane caracer-sica "el 'ri0ci'.  car5a +i"r/!lica )e"i"a "es"e la s!$er0cie +asa el cenr' "el 'ri0ci'.   e2$'nene.

!) C"LCULO DE LA VELOCIDAD TEÓRICA V#

A$lican"' la ec!ación "e ener5-a enre 1 ( >: en la Fi5!ra se iene 2

2

P 1 V 1 P2 V 2 Z 1 + + = Z 2+ + γ 2 g γ 2 g

es/ en c'nac' c'n la a)ós4era <>J: ( "es$recian"' $&r"i"as +$: se iene #!e la %el'ci"a" eórica en > es


|

1

2

V 2 Z 1− Z 2= H = 2g

⇒

V 2= √ 2 gH

$) COEFICIENTE DE FLUJO Coeciente de descarga Cd.- es la relación enre el ca!"al real #!e $asa a ra%&s "el "is$'sii%' ( el ca!"al eóric'. Cd =

Q real Q teorico

=

V R× A ch V t × A 0

Q =C d × A 0 × √ 2 gH ⇒ C d =

Q VR A0* V# A& H

     

Q A 0 × √ 2 gH

ca!"al %el'ci"a" real /rea "el c+'rr' ' real %el'ci"a" eórica /rea "el 'ri0ci' ' "is$'sii%' car5a +i"r/!lica

Ese c'e0ciene Cd n' es c'nsane: %ar-a se5?n el "is$'sii%' ( el N?)er' "e Re(n'l"s: +aci&n"'se c'nsane $ara !6' !r3!len' * Re1,. Ta)3i&n es 4!nción "el c'e0ciene "e %el'ci"a" Cv ( el c'e0ciene "e c'nracción Cc.

Coeciente de velocidad Cv: es la relación enre la %el'ci"a" )e"ia real en la sección reca "e la c'rriene *c+'rr', ( la %el'ci"a" )e"ia i"eal #!e se en"r-a sin r'a)ien'. C c =

V R V t

Coeciente de contracción Cc: relación enre el /rea "e la sección reca c'nra-"a "e !na c'rriene *c+'rr', ( el /rea "el 'ri0ci' a ra%&s "el c!al !(e. C c =

A ch A 0

C d=C c × C d


|

1

%) C"LCULO DEL CAUDAL DE UN ORIFICIO
Q r= C d × A 0 × √ 2 gH

1&)

DETERINACIÓN DEL COEFICIENTE DE VELOCIDAD C'

Si se "es$recia la resisencia "el aire: se $!e"e calc!lar la %el'ci"a" real "el c+'rr' en 4!nción "e las c''r"ena"as recan5!lares "e s! ra(ec'ria X, Y, Fi5!ra III.. Al "es$reciar la resisencia "el aire: la %el'ci"a" +'ri'nal "el c+'rr' en c!al#!ier $!n' "e s! ra(ec'ria $er)anece c'nsane ( ser/ V h=

V* 

X t : %el'ci"a" +'ri'nal. : "isancia +'ri'nal "el $!n' a $arir "e la sección "e )/2i)a

c'nracción. BOQUILLAS Y ORIFICIOS

|

1

#

: ie)$' #!e ar"a la $ar-c!la en "es$laarse.

La "isancia %erical Y rec'rri"a $'r la $ar-c!la 3a6' la acción "e la 5ra%e"a" en el )is)' ie)$' t ( sin %el'ci"a" inicial es 1

2

Y = × g × t 2

t =

√

2 ×Y

g

Ree)$laan"' ( enien"' en c!ena #!e V + JVr. V r =C v ×V t C v =

V r V t

=

V r =

Tenien"' en c!ena #!e

X X = √ 4 × Y × H 2 √ Y × H X

√

2 ×Y

g

V r = √ 2 × g × H : se '3iene C v =

X 2 √ Y × H

8acien"' %arias '3ser%aci'nes: $ara ca"a ca!"al se )i"en H, X ( Y, se calc!la el Cv c'rres$'n"iene. Si la %ariación "e Cv n' es )!( 5ran"e: se $!e"e ')ar el %al'r $r')e"i' c')' c'nsane $ara el 'ri0ci'.

11)

C"LCULO DE LA P(RDIDA DE CARGA *+) 2

P 1 V 1

Z 1 +

γ

+

2g

=

Z 2+

P2 V 2 γ

+

2

2g

+

hp

2

V 2 + hp Z 1− Z 2= H = 2g ( "es$e6an"' las $er"i"as hp BOQUILLAS Y ORIFICIOS

|

1

2

V 2 hp = H − 2g

V r

V 2 X X 1 = C v = = y H = 2 × 2× g V t √ 4 ×Y ×H 2 √ Y × H C v

Ree)$laan"' en la ec!ación "e $&r"i"as hp = H −C v × H = H × ( 1 −C v 2

2

)

Final)ene 2

(

V 2 1 hp = × −1 2 2g C v

)

D'n"e el c'e0ciene "e $&r"i"a $'r el 'ri0ci' 7 ' es/ "a"' $'r K 0=

12)

1

C v

2

−1

DESCRIPCION DE LA INSTALACION PARA EL ENSAYO,

La insalación c'nsise en !n "e$ósi' "e 4'r)a recan5!lar en el c!/l in5resa el a5!a $'r !n !3' )e"iane !na 3')3a. El !3' aca3a "enr' "el "e$ósi' c'n ran!ras laerales: c!(' 0n es ran#!iliar el in5res' "el a5!a al "e$ósi'. En la $are" aneri'r "el "e$ósi' e2ise !n 'ri0ci' re"'n"' "'n"e se $!e"en enca6ar "i4erenes acces'ri's c'nsisenes en "i%ers's i$'s "e 3'#!illas ( 'ri0ci's: l's c!ales s'n s!6e's $'r )e"i' "e !na 3ri"a a6!sa"a c'n $ern's i$' )ari$'sa. Denr' "el "e$ósi' e2ise !na $lanc+a 3aiene "e !)3ral in4eri'r a las $are"es #!e %iene s'seni"' ( c'nr'la"' $'r "'s ca3les: re5!la3les "es"e !n e6e. S'3re el !)3ral "e la c')$!era 3aiene %iere el e2ces' "e a5!a 3')3ea"' #!e n' sale $'r el 'ri0ci' ' 3'#!illa. La c')$!era 3aiene $er)ie a la %e re5!lar el ni%el "el a5!a en el "e$ósi' $ara "i%ersas $'sici'nes: a la %e "e '3ener !n esa"' $er)anene. El e2ces' "e a5!a $asa a !n c')$ari)en' al c'sa"' "es"e "'n"e se "eri%a a !n "esa5e.


|

1

S'3re el !)3ral "e la c')$!era 3aiene %iere el e2ces' "e a5!a 3')3ea"' #!e n' sale $'r el 'ri0ci' ' 3'#!illa. La c')$!era 3aiene $er)ie a la %e re5!lar el ni%el "el a5!a en el "e$ósi' $ara "i%ersas $'sici'nes: a la %e "e '3ener !n esa"' $er)anene. El e2ces' "e a5!a $asa a !n c')$ari)ien' al c'sa"' "es"e "'n"e se "eri%a a !n "esa5e.

CORTE POSTERIOR DEL DEPÓSITO Insr!)enación El ni%el "el a5!a en el "e$ósi' se )i"e en !n reci$iene $r'%is' "e !n li)n-)er' "e $!na "'3le. Ese reci$iene es/ c'neca"' c'n el "e$ósi' $'r )e"i' "e !na )an5!era #!e +ace !n %as' c')!nicane. El li)n-)er' "e $!na "'3le es/ cali3ra"' $ara )e"ir el ni%el en el "e$ósi' res$ec' al e6e "el 'ri0ci' ' 3'#!illa.
13)

PROCEDIIENTO DEL ENSAYO,

1. Fa)iliariarse en 4'r)a eórica ( $r/cica c')' insalación "el ensa(' 2. Me"ir las "i)ensi'nes "e la 3'#!illa: "i/)er' inern' ( l'n5i!" !ilian"' el %ernier. 3. Llenar el "e$ósi' c'n a5!a. 4. Esa3lecer !n ni%el ( car5a 8 c'nsane en el "e$ósi' )ani$!lan"' la c')$!era 3aiene. 5. Realiar las si5!ienes )e"ici'nes si)!l/neas BOQUILLAS Y ORIFICIOS

|

1

La car5a 8 en el li)n-)er' "e $!na "'3le El ca!"al Q r !ilian"' el %ere"er' rian5!lar Traar la ra(ec'ria "el c+'rr' "e a5!a. H. Re$eir • • •

14)

DATOS OBTENIDOS EN LABORATORIO

ETAPA

D orificio

3.

H altura de maquina

h altura vertedero

Qv

1 2 3

64.970

114.000

1.480

62.750

111.430

1.402

50.790

107.000

1.270

4 5 6

41.450

103.000

1.150

31.090

97.000

0.990

24.490

92.000

0.860

cm

ETA

d

2.3"5

cm

$

%r &cm'()

%!rom

*v

*v !rom

1.200 1.500

271.247

0.760

2.500

280.143

8.000

313.209

0.877

11.600

325.133

0.911

297.433

0.785

0.833

ETA 2da eta!a

d

2.515

#

$

11. 16. 21. 41. 51.

cm

%r &cm'()

%!rom

*v

*v !rom

1.000 1.500

289.330

0.825

2.600

288.438

8.100

319.052

0.909

12.200

323.377

0.922

305.049

0.822

0.869

ETA
d

#

2.54 $

11.

%r &cm'() 1.100

232.282

cm %!rom

*v

*v !rom

0.736


|

1

16. 1+. 41. 51.

2.200

238.907

0.757

3.000

230.161

10.000

287.146

0.910

15.100

290.671

0.921

255.833

0.729

0.810

ETA
d

2.3,

#

$

11. 16.

cm

%r &cm'()

%!rom

*v

*v !rom

1.100 2.100

244.529

0.857

21. 41.

3.100

264.154

11.500

267.765

261.807

0.926 0.939

51.

17.400

270.779

0.950

0.918

ETA
d

2.515

#

$ 11. 16.

cm

%r &cm'()

%!rom

*v

*v !rom

1.800 2.400

228.736

0.926

21. 41.

4.300

224.287

14.500

238.462

0.966

51.

23.000

235.519

0.954

231.751

0.908

0.938

ETA
d

2.51

#

$ 11. 16.

15)

%r &cm'()

cm %!rom

*v

*v !rom

1.900 3.000

204.587

0.933

21. 41.

5.200

203.956

18.000

214.026

0.976

51.

28.500

211.576

0.965

208.537

0.930

0.951

CUESTIONARIO

a. E2$li#!e a #!e se "e3e la 4'r)ación "e la c'nracción "e !n c+'rr'. La ca%iación ' as$iración en %ac-' es !n e4ec' +i"r'"in/)ic' #!e se $r'"!ce c!an"' el a5!a ' c!al#!ier 'r' !i"' en esa"' l-#!i"' $asa a 5ran %el'ci"a" $'r !na arisa a0la"a: $r'"!cien"' !na "esc')$resión "el !i"' "e3i"' a la c'nser%ación "e la c'nsane "e Bern'!lli *

|

1

En 5ran"es 'ri0ci's: la %el'ci"a" %ar-a en l's "i4erenes $!n's "e la sección "el 'ri0ci' c'n la al!ra : a n' ser #!e el 'ri0ci' es& si!a"' en el 4'n"' "el "e$ósi'. El ca!"al in0niesi)al #!e circ!la a ra%&s "e la sección *l",: es h1

h1

Q= μ ∫ l √ 2 gzdz =|l = f [ z ]|= μ √ 2 g ∫ f [ z ] √ z dz h0

h0

Ori0ci's c'n c'nracción inc')$lea: se +acen c'inci"ir !n' ' )/s la"'s "el 'ri0ci' c'n las $are"es laerales ( "esa$arece la c'nracción en &se ' es's la"'s. Se $!e"e +a3lar "e "'s i$'s "e c'nracción inc')$lea en !n 'ri0ci'.

C!an"' las $are"es ' el 4'n"' "el reci$iene se enc!enran a "isancias in4eri'res a @D *D es el "i/)er' "e l's 'ri0ci's, ' 3ien: a @ a *a: "i)ensión )-ni)a en 'ri0ci's recan5!lares,: se "ice #!e la c'nracción en el 'ri0ci' es $arcial)ene s!$ri)i"a. Si se lle5a al cas' e2re)' en #!e !na "e las 4r'neras "el reci$iene c'inci"a c'n !na arisa "el 'ri0ci': se "ice #!e la c'nracción es s!$ri)i"a en esa arisa en al cas' el 'ri0ci' se a$'(a s'3re la $are" "el reci$iene. En el cas' "e c'nracción $arcial)ene s!$ri)i"a: se $!e"e !iliar la si5!iene ec!ación e)$-rica $ara calc!lar el c'e0ciene "e 5as' a sa3er

C d=C d 0

[

1 + 0.641

( )] A 0 A r

2

D'n"e C" es el c'e0ciene "e 5as' "el 'ri0ci' C"' el c'e0ciene "e 5as' "el )is)' 'ri0ci' c'n c'nracción c')$lea A el /rea "el 'ri0ci' Ar el /rea "e la $are" "el reci$iene en c'nac' c'n el a5!a.


|

1

Ar A

c. De0na ( clasi0#!e a)$lia)ene acerca "e l's 'ri0ci's "e "escar5a s!)er5i"a. C!an"' el 'ri0ci' "escar5a a 'r' an#!e: #!e c!(' ni%el es/ $'r arri3a "el can' in4eri'r "el 'ri0ci': se "ice #!e la "escar5a es a+'5a"a. El a+'5a)ien' $!e"e ser 'al ' $arcial.

A8OGAMIENTO TOTAL

A8OGAMIENTO
Q =C d × A × √ 2 gH : c'n la ?nica "i4erencia #!e la ener5-a 'al 8 es

en'nces A8 *"i4erencia "e ni%eles enre l's "'s reci$ienes, el 5as' es en'nces


|

1

Q=C d × A × √ 2 × g ×  H Se rec')ien"a !iliar el )is)' c'e0ciene "e 5as' C" #!e el "e !n 'ri0ci' "e "escar5a li3re. C!an"' el a+'5a)ien' es $arcia: el 5as' 'al "escar5a"' $'r el 'ri0ci' se $!e"e e2$resar c')' la s!)a Q1 ( Q>: "'n"e Q1 es el 5as' c'rres$'n"iene a la $'rción "el 'ri0ci' c'n "escar5a a+'5a"a: es "ecir

Q1=C d 1 × A 1 × √ 2 gH ( Q> es el 5as' "e la $'rción "el 'ri0ci' c'n "escar5a li3re: a sa3er

Q2=C d 2 × A 2 × √ 2 gH N' +a( in%esi5aci'nes c'n0a3les acerca "e l's c'e0cienes "e 5as' C"1 ( C"> al res$ec': Sc+la5 $r'$'ne #!e C"1J. ( C">J.H: en el cas' "e #!e el 'ri0ci' en5a !n !)3ral "e 4'n"'. De0na ( clasi0#!e a)$lia)ene acerca "e l's 'ri0ci's "e $are" 5r!esa. C!an"' la $are" en el c'n'rn' "e !n 'ri0ci' n' iene arisas a0la"as: el 'ri0ci' es "e $are" 5r!esa ' !3' c'r'.

En ese i$' "e 'ri0ci' se '3ser%a #!e el c+'rr': !na %e #!e +a $asa"' la sección c'nra-"a: iene '"a%-a es$aci' "enr' "el !3' $ara e2$an"irse ( llenar la 'ali"a" "e la sección. Enre la sección c'nra-"a ( la 0nal 'c!rre !n r/$i"' "escens' "e la %el'ci"a" ac')$a=a"' "e !r3!lencia ( 4!ere $&r"i"a "e ener5-a. <'r !n ra'na)ien' an/l'5' al "e l's 'ri0ci's "e $are" "el5a"a. T!3' c'r'


|

1

T!3's cil-n"ric's renranes

T!3's cil-n"ric's $ara arisas a5!"as ( re"'n"ea"as.

". Calc!lar l's c'e0cienes "e "escar5a C" ( "e resisencia "e !6' 7. %r

ETAP A

1 2 3

%t

A -oq

297.43

357.03

3

1

305.04

350.87

9

8

255.83

315.67

7.069 7.069 7.069

A chorro 4.505 4.968 5.067

Qr <'() 1.340 1.515 1.296

Qt <'() 2.524 2.480 2.231

*c

*v

*d



0.63

0.83

0.53

0.44

7

3

1

1

0.70

0.86

0.61

0.32

3

9

1

3

0.71

0.81

0.58

0.52


|

1

4 5 6

3

4

261.80

285.17

7

5

231.75

246.97

1

9

208.53

219.20

7

2

7.069 7.069 7.069

4.412 4.870 4.948

1.155 1.129 1.032

2.016 1.746 1.549

7

0

1

3

0.62

0.91

0.57

0.18

4

8

3

6

0.68

0.93

0.64

0.13

9

8

6

6

0.70

0.95

0.66

0.10

0

1

6

5

e. Gra0car l's %al'res '3eni"'s "e C" ( 7 %ers!s 89D: a5r!$/n"'l's en "'s c!r%as

G-/0 H ' @  H ' C . .H . 7 .

Linear *7,

C/0# .@

C" Linear *C",

.> .1 . . 1. 1. >. >.

HD


|

1

4.

Gra0car l's "a's "e ca!"al Qr %ers!s la car5a 8.

G-/0 H ' Q1.H 1. 1.> 1.

Q-

. .H . .> . >.

@.

.

.

H.

.

H


|

1

5. Gra0#!e la ra(ec'ria "el c+'rr' ( %eri0#!e en el )is)' 5r/0c' c'n la ra(ec'ria eórica. ETA
ETA


|

1

ETA
ETA
|

1

ETA
ETA
|

1

+. C')ene ( +a5a c'ncl!si'nes en 3ase a l's 5r/0c's $resena"'s: )ani4esan"' enre 'ras c'sas las ra'nes "e la c'nc'r"ancia ' "iscre$ancia c'n l's %al'res $re"ic+'s $'r la e'r-a. L's "a's '3eni"'s s!4ren "e !na serie "e err'res "e3i"' al err'r "e ca"a sise)a #!e se !ili' $ara +allar ca"a !n' "e l's "a's: esas ine2aci!"es 5eneran !na "i4erencia enre l's res!la"'s eóric's ( l's res!la"'s '3eni"'s. Al analiar las c!r%as se +ace n'ar #!e las 5ra0cas "e C" en '"'s l's $!n's iene la )is)a "es%iación es/n"ar l' c!al 5enera !n err'r 5eneral en la ')a "e '"'s l's $!n's: c'n l' #!e se c'ncl!(e #!e es !n err'r "e cali3ración al n' ser alea'ri'. Un' "e l's $!n's se +ace n'ar #!e n' 5!ar"a la )is)a relación c'n l's "e)/s ( ese es el #!e )en'r car5a enia $'r l' c!al se c'ncl!(e #!e $ara ca!"ales )en'res "e 1.H; l9s "ic+' "is$'sii%' arr'6ara %al'res 4!era "el ran5': $'r l' #!e se en"r-a #!e !iliar !n "is$'sii%' "e )a('r cali3ración. Al analiar las c!r%as "e ra(ec'ria "el !i"' el $!n' "e re4erencia se ')a a !na "isancia "e . c) "el 'ri0ci': c'n l' c!al la Vr se %e "is'rsi'na"a (a #!e en ese $!n' n' es +'ri'nal: es' se +ace n''ri' en las 5ra0cas "e a6!ses la c!al se reali' $'r )-ni)'s c!a"ra"'s en la #!e l's $ri)er's $!n's "e ca"a )e"ición sie)$re es/n "e3a6' "e la c!r%a a6!sa"a. A"e)/s c!an' )a('r es el ca!"al a)3i&n se n'a )a('r "is'rsión en la ra(ec'ria.


|

1

i.


|

1

6.

Menci'nar la a$licación $r/cica "e ales c'e0cienes: $'r e6e)$l' $ara el "ise=' "e #!& i$' "e '3ras se !ilian. En la in"!sria a!')'ri en la ali)enación "e "i4erenes e#!i$'s c')' l's •


|

1

•

•

•

•

16) • • •

•

car3!ra"'res. En la in"!sria "e li)$iea: en la cani"a" "e 5ases c'na)inanes #!e 5enera ' "es4'5a !na )a#!inaria: ' en l's la%a"'res "in/)ic's "e r'ció $ara la eli)inación "e )aerial s!s$en"i"'. En la in5enier-a )ec/nica $ara la ela3'ración "e "is$'sii%'s "e c're $'r c+'rr'. En la in5enier-a ci%il $ara el "ise=' "e canales ( %ere"er's: as- c')' c/lc!l' "el ca!"al real. Y as- en !n sin4-n "e ra)as en las c!ales se necesie realiar la )e"ición "el !6' #!e $asa $'r !na sección.

BIBLIOGRAFIA, D')-n5!e F. 8i"r/!lica E"i'rial Uni%ersiaria Uni%ersal "e C+ile a e". 1; 7in5 8. Man!al "e 8i"r/!lica UTE8A M&2ic' 1;;@ S'el' A. G. 8i"r/!lica General. V'l 1  F!n"a)en's. E"i'rial Li)!sa S.A. De C.V. M&2ic' 1;; Streeter V. Mecánica de los Fluidos; McGraw Hill Book Company. Espaa ! "#$%.


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Orificios y Boquillas

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