Clasificación de orificios: Se$ú" 8* 9orm! ' (i8
•
Si e+ co"#!c#o (e +! =e"! +);*i(! co" +!
E" +!
1 Se llama escorrentía o escurrimiento a la corriente de agua que se vierte al rebasar su depósito o cauce naturales o artifciales.
Influencia de las paredes del depósito: L!
Fi$*r! - P!re(e8 (e+ (e
Cálculo del Caudal Teórico Erogado (Teorema de Torricelli)
ECUACION GENERAL DE ORIFICIOS
Se 8*"#ico !+ ;*e 8!+e o ie"
corre8r(i(! (e e"er$)! J6=% como +o8 coe9icie"#e8 K4 ' K/Si e+ 7re! (e +! 8ecci?" co"#r!)(! AcB 8e c!+c*+! e" #>rmi"o8 (e +! (e+ ori9icio AB%
Siendo Cd el coeficiente de gasto Cd= Cc * Cv
U" !"7+i8i8 i"#*i#i=o (e +!8 +)"e!8 (e corrie"#e% como <*e(e !
E" +! ;*e e8 +! 8ecci?" re!+ (e+ ori9icio c*'!8 (ime"8io"e8% ! (i9ere"ci! (e +! 8ecci?" co"#r!)(!% 8o" (e o#e"ci?" i"me(i!#!C*!"(o e+ ori9icio e8 e"
L!8 (o8 e@
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P!re( (e+$!(!% =er#ic!+ '
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' +o8 +!#er!+e8 ori9icio cerc! (e +o8 +)mi#e8 mi"imi!" +! co"#r!cci?"BI(>"#ic! ric! $e"er!+me"#e% 8!+=o c!8o8 m*'
o
!rri! (e+ ori9icio ' !+re(e(or (e +! =e"! 9+*i(! e" c!)(!C!)(! +ire% "o i"9+*e"ci!(!
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C*!"(o e+ ori9icio "o c*m<+e co" !+$*"!8 (e +!8
E8 o 8*ce(e co" e+ ori9icio (e
E8 (ecir ;*e e+ ori9icio e" ric! e i"creme"#! e+ =!+or e9ec#i=o (e +! c!r$! H- C*!"(o +! 9*"ci?" (e+ ori9icio e8 ero$!r c!*(!+e8 im
Ori9icio8 (e 9orm! e8
Co" !8e e" e+ m>#o(o (e +!8 6o(?$r!9!8 / ' co"8i(er!"(o 9+*i(o8 i(e!+e8% Vo" Mi8e8 o#*=o +o8 coe9icie"#e8 (e co"#r!cci?"
E" +! #!+! 0- 8e m*e8#r!" +o8 coe9icie"#e8 (e co"#r!cci?" corre8"
Ori9icio8 (e $r!"(e8 (ime"8io"e8 o c!r$!8
E" +! (e(*cci?" (e +! ec*!ci?" $e"er!+ (e +o8 ori9icio8 8e 6! 8*<*e8#! ;*e +! =e+oci(!( me(i! (e #o(!8 +!8
Re8o+=ie"(o +! i"#e$r!+ ;*e re8*+#! (e +! ec*!ci?"% 8e o#ie"e" +o8 =!+ore8 (e c!+c*+!r e+ $!8#o e" +o8 ori9icio8P!r! ori9icio rec#!"$*+!r:
Do"(e C( e8 e+ coe9icie"#e (e $!8#o (e+ ori9icio C(o e+ coe9icie"#e (e $!8#o (e+ mi8mo ori9icio co" co"#r!cci?" com<+e#! A2 e+ 7re! (e+ ori9icio AT e+ 7re! (e +!
!rdidas de energ"a en orificios:
Si !+ e8#!+ecer +! ec*!ci?" (e &er"o*++i rmi"o (e
8e
2
v H = + ∆ hr 2g 2
v H = 2 C v 2 g 1
.*e 8*8#i#*i(! re8*+#!r!: ∆ h r=
(
)
2
2
v v −1 = K 2 2g 2g C v 1
E8#! ec*!ci?" i"(ic! ;*e +!
1
C v
2
−1
Tra#ectoria # alcance del c$orro: Se 8*
Fi$*r!- Tr!'ec#ori! (e+ c6orroC*!"(o e+ c*er
E8#! e8 +! ec*!ci?" (e *"!
E%E&CICIOS &ES'ELTOS: &OLE* + E+ ori9icio circ*+!r
8i8#em! (e coor(e"!(!8 i"(ic!(o e" +! 9i$*r!% 8e ! me(i(o ;*e e" e+ +!or!#orio ;*e @m ' ' 4-45m%
,elocidad: y =
g x 2
V = x
V =3
2 2
V
√
g 2 y 9.8 2 x 1.15
V =6.194 m / seg
Coeficiente de velocidad: Cv =
Cv =
Cv =
V
√ 2 gH 6.194
√ 2 x 9.81 x 2 6.194 6.261
Cv =0.989
Coeficiente de gasto: Cd =
Cd =
Q A √ 2 gH
0.0295
(
0.785 x 0.10
2
) x 6.261
Cd =0.60
Coeficiente de contracción: Co=
Cd Cv
Co=
0.60 0.989
Co=0.607
Coeficiente de p!rdida de energ"a: K =
1 2
( 0.989)
−1
K = 0.022
&OLE* E+ ori9icio (e
Carga .ue descarga el orificio Ao =a
2
Ao =0.18
2
Ar =b (h +
Ao =0.0324 m
a 2
2
+ c)
Ar =0.3 ( 0.5 + 0.09+ 0.1) Ar = 0.207 m
2
Cd =0.60 [ 1 + 0.641 x
(
0.0324 0.207
)] 2
Cd =0.609 H =h +
Po γ
H =0.5 + 14.5 H =15 m
Q=0.609 x 0.0324 √ 2 x 9.81 x 15 3
Q=0.338 m / seg
&OLE* /
Lo8 #!";*e8 (e +! 9i$*r! e8#7" com*"ic!(o8 8 (e #*o8 cor#o8 ci+)"(rico8 (e i$*!+ me(i(! (i!me#r!+- E+ #!";*e (e +! i;*ier(! recie *" $!8#o .2+#818e$- C!+c*+!r: !B +o8 $!8#o8 (e8c!r$!(o8
Solución a) 0rea de los orificios A =
π 4
d
2
3
A = 0.00785 m
1astos descargados Q 1 =0.82 A √ 2 gH Q 1 =0.0285 √ H 1 Q 2 =0.82 A √ 2 gH 2 Q 2 =0.0285 √ H 2 Q 3 =0.60 A √ 2 g ( H 1− H 2 )
Q 3 =0.0209 √ 2 H 1− H 2 Q 1 + Q 2= 0.080
0.0285 √ H 1
= 0.0209 √ H 1− H 2
H 1 =0.538 ( H 1− H 2)
H 1 =0.35 H 1 0.0285 √ H 1 + 0.0285 √ H 1= 0.080 0.0285 √ H + 0.0285 √ 0.35 H =0.08 0.0454 √ H 1 =0.08
H 1 =310 m H 1 =1.085 m 3
m Q 1 =0.0502 seg Q 2 =0.0297
Solución b) 2iámetro del tubo 0.04
=0.0285 √ H 2
H 2 =1.97 m 0.04
=0.0209 √ H 1−1.97
3.66= H 1−1.97
H 1 =5.633 m 0.04 =0.82 A √ 2 gH 1 0.04
=8.61 A
A = 0.00464
d 1=
√
0.00464 0.785
d 1=0.077 m
&i+io$r!9)!: X Hor!ce - i8+er% Z!me8 G-Hi(r7*+ic!% M>@ico: Tri++!8% 426o*ri% E+)!8 A- A<*"#e8 (e 6i(r7*+ic! c"ic!8 (e Miere8- U"i=er8i(!( (e O=ie(o- E8@ico: Lim*8!% 433-
