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 FORUL 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...................................................................................................................
Coeciente de descarga Cd.- es la relación enre el ca!"al real #!e $asa a ra%&s "el "is$'sii%' ( el ca!"al eóric'..................................................................................................................................... ... Coeciente de velocidad Cv: es la relación enre la %el'ci"a" )e"ia real en la sección reca "e la c'rrien c'rriene 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'...... '.......... ......... ......... ......... .......... ......... ......... ......... ....... ....... .... Coeciente de contracción Cc: relación enre el /rea "e la sección reca c'nra-"a "e !na c'rriene *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.................... .............................. ........................................ ................................. ... DETERINA DETERINACIÓN 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,.................... PROCEDIIE PROCEDIIENTO 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'nracci c'nracción 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)$lia)ene e acerca acerca "e l's l's 'ri0ci's 'ri0ci's "e "escar "escar5a 5a s!)er5 s!)er5i"a......... i"a..................... .............. ..
".
Calc!lar Calc!lar l's l's c'e0cie c'e0cienes nes "e "escar5a "escar5a C" C" ( "e resis resisencia encia "e !6' 7....................................... 7......................................... ..
e.
Gra0car l's %al'res %al'res '3eni"'s '3eni"'s "e C" ( 7 %ers!s %ers!s 89D: a5r!$/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')ene C')ene ( +a5a c'ncl!s c'ncl!si'nes i'nes en 3ase 3ase a l's 5r/0c's 5r/0c's $resena" $resena"'s: 's: )ani4es )ani4esan"' an"' enre 'ras c'sas las ra'nes "e la c'nc'r"ancia ' "iscre$ancia c'n l's %al'res $re"ic+'s $'r la e'r-a............ i.
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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 $'"er realiar !na )e"ición ace$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)ene l's %'l?)enes ' ca!"ales #!e $asan $'r !n canal ' !na !3er-a: es' es "e 5ran i)$'rancia en la in5enier-a ci%il $ara el "ise=' "e canales: re$resas: re$resas: "e$ósi's: ec.
2) OB OBJE JETI TIV VOS • •
•
C'n'cer la clasi0cación ( !s's "e l's 'ri0ci's ( 3'#!illas. Deer)inar el ca!"al #!e $asa a ra%&s "e !n 'ri0ci' ( "e !na 3'#!illa. Deer)inar Deer)inar las ec!aci'nes ( c!r%as "e $ar'na)ien' $ar'na)ien' "e 'ri0ci's ( "e 3'#!illas.
3) GE GENE NERA RALI LIDA DADE DES S El 'ri0ci' se !ilia $ara )e"ir el ca!"al #!e sale "e !n reci$iene ' $asa a ra%&s "e !na !3er-a. El 'ri0ci' en el cas' "e !n reci$iene: $!e"e +acerse en la $are" ' en el 4'n"'. Es !na a3er!ra 5eneral)ene re"'n"a: a ra%&s "e la c!al !(e l-#!i"' ( $!e"e ser "e arisa a5!"a ' re"'n"ea"a. El c+'rr' "el !i"' se c'nrae a !na "isancia c'ra en 'ri0ci's "e arisa a5!"a. Las 3'#!illas es/n c'nsi!i"as $'r $ieas !3!lares a"a$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 enre > ( @ %eces el "i/)er' d "el 'ri0ci'.
ORIFICIO
BOQUILLA
4) CLAS CLASIFICA IFICACIÓN CIÓN DE LOS LOS ORIFIC ORIFICIOS IOS 4.1) Según el ancho de la pared ricios de pared delgada Es !n 'ri0ci' "e $are" "el5a"a si el ?nic' c'nac' enre el l-#!i"' ( la $are" es alre"e"'r "e !na arisa a0la"a ( e 1.d : c')' se '3ser%a en la si5!iene 05!ra. C!an"' el es$es'r "e la $are" es )en'r #!e el "i/)er' (e d) n' se re#!iere 3iselar.
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FACULTA DE ARQUITECTURA Y URBANISMO E INGENIERIA CIVIL @ MECANICA DE FLUIDOS I
ricios de pared gruesa La $are" en el c'n'rn' "el 'ri0ci' n' iene arisas a0la"as ( 1. d e >d . Se $resena a"+erencia "el c+'rr' l-#!i"' a la $are" "el 'ri0ci'.
4.2) Según la forma Ori0ci's circ!lares. Ori0ci's recan5!lares. Ori0ci's c!a"ra"'s.
1
4.3) Según sus dimensiones relativas Se5?n Ae%e"': N ( Ac'sa: A. Ne' l's 'ri0ci's se $!e"en clasi0car se5?n s!s "i)ensi'nes relai%as as- Ori0ci's $e#!e='s Si "8 Ori0ci's 5ran"es Si "8 d: "i/)er' "el 'ri0ci'. H: $r'4!n"i"a" "el a5!a +asa el cenr' "el 'ri0ci'.
4.4) Según su funcionamiento
O-/0 0 0-7 89-. En ese cas' el c+'rr' !(e li3re)ene 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"&nic' al 'ri0ci' c'n "escar5a li3re: $er' se "e3e ener en c!ena la car5a h es enre la l/)ina "e !6' anes ( "es$!&s "el 'ri0ci'.
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
|
1
5) CLASIFICACIÓN DE LAS BOQUILLAS C8:-0.; a)3i&n "en')ina"as 3'#!illas $arón ( "e c')$'ra)ien' si)ilar al "e !n 'ri0ci' "e $are" 5r!esa. A#!ellas: a s! %e: es/n "i%i"i"as en ineri'res ( e2eri'res. En las 3'#!illas ineri'res *' "e B'r"a, la c'nracción "e la %ena 'c!rre en el ineri'r: n' necesaria)ene el c+'rr' se a"+iere a las $are"es ( $resena !n c'e0ciene "e "escar5a #!e 'scila alre"e"'r "e .1 *Ae%e"': N. ( Ac'sa: A.: 1;H,.
*Ae%e"': N. ( Ac'sa: A.: 1;H,: %er Ta3la III.1.
C<0.; c'n esas 3'#!illas se a!)ena el ca!"al: (a #!e e2$eri)enal)ene se %eri0ca #!e en las 3'#!illas c'n%er5enes la "escar5a es )/2i)a $ara # J 1@ @K: l' #!e "a c')' res!la"' !n c'e0ciene "e "escar5a "e .; *n'a3le)ene )a('r al "e las 3'#!illas cil-n"ricas,. Las 3'#!illas "i%er5enes c'n la $e#!e=a sección inicial c'n%er5ene se "en')inan V=#>-? $!es' #!e 4!er'n es!"ia"as $'r ese in%esi5a"'r: #!e "e)'sró e2$eri)enal)ene #!e !n /n5!l' "e "i%er5encia "e 5ra"'s ( e J ;d $er)ie l's )/s al's c'e0cienes "e "escar5a.
6) FORULAS PARA ORIFICIOS El ca!"al #!e $asa a ra%&s "e !n 'ri0ci' "e c!al#!ier i$': es/ "a"' $'r la si5!iene ec!ación 5eneral "e $ar'na)ien' BOQUILLAS Y ORIFICIOS
|
1
m
Q= K × H
Q @ H
ca!"al. c'nsane caracer-sica "el 'ri0ci'. car5a +i"r/!lica )e"i"a "es"e la s!$er0cie +asa el cenr' "el 'ri0ci'. e2$'nene.
!) C"LCULO DE LA VELOCIDAD TEÓRICA V#
A$lican"' la ec!ación "e ener5-a enre 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'nac' c'n la a)ós4era <>J: ( "es$recian"' $&r"i"as +$: se iene #!e la %el'ci"a" eórica en > es
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
|
1
2
V 2 Z 1− Z 2= H = 2g
⇒
V 2= √ 2 gH
$) COEFICIENTE DE FLUJO Coeciente de descarga Cd.- es la relación enre el ca!"al real #!e $asa a ra%&s "el "is$'sii%' ( 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$'sii%' car5a +i"r/!lica
Ese c'e0ciene Cd n' es c'nsane: %ar-a se5?n el "is$'sii%' ( el N?)er' "e Re(n'l"s: +aci&n"'se c'nsane $ara !6' !r3!len' * Re1,. Ta)3i&n es 4!nción "el c'e0ciene "e %el'ci"a" Cv ( el c'e0ciene "e c'nracción Cc.
Coeciente de velocidad Cv: es la relación enre la %el'ci"a" )e"ia real en la sección reca "e la c'rriene *c+'rr', ( la %el'ci"a" )e"ia i"eal #!e se en"r-a sin r'a)ien'. C c =
V R V t
Coeciente de contracción Cc: relación enre el /rea "e la sección reca c'nra-"a "e !na c'rriene *c+'rr', ( el /rea "el 'ri0ci' a ra%&s "el c!al !(e. C c =
A ch A 0
C d=C c × C d
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
|
1
%) C"LCULO DEL CAUDAL DE UN ORIFICIO
Q r= C d × A 0 × √ 2 gH
1&)
DETERINACIÓN DEL COEFICIENTE DE VELOCIDAD C'
Si se "es$recia la resisencia "el aire: se $!e"e calc!lar la %el'ci"a" real "el c+'rr' en 4!nción "e las c''r"ena"as recan5!lares "e s! ra(ec'ria X, Y, Fi5!ra III.. Al "es$reciar la resisencia "el aire: la %el'ci"a" +'ri'nal "el c+'rr' en c!al#!ier $!n' "e s! ra(ec'ria $er)anece c'nsane ( ser/ V h=
V*
X t : %el'ci"a" +'ri'nal. : "isancia +'ri'nal "el $!n' a $arir "e la sección "e )/2i)a
c'nracción. BOQUILLAS Y ORIFICIOS
|
1
#
: ie)$' #!e ar"a la $ar-c!la en "es$laarse.
La "isancia %erical 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)$laan"' ( enien"' en c!ena #!e V + JVr. V r =C v ×V t C v =
V r V t
=
V r =
Tenien"' en c!ena #!e
X X = √ 4 × Y × H 2 √ Y × H X
√
2 ×Y
g
V r = √ 2 × g × H : se '3iene 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"iene. Si la %ariación "e Cv n' es )!( 5ran"e: se $!e"e ')ar el %al'r $r')e"i' c')' c'nsane $ara el 'ri0ci'.
11)
C"LCULO DE LA P(RDIDA DE CARGA *+) 2
P 1 V 1
Z 1 +
γ
+
2g
=
Z 2+
P2 V 2 γ
+
2
2g
+
hp
2
V 2 + hp Z 1− Z 2= H = 2g ( "es$e6an"' las $er"i"as hp BOQUILLAS Y ORIFICIOS
|
1
2
V 2 hp = H − 2g
V r
V 2 X X 1 = C v = = y H = 2 × 2× g V t √ 4 ×Y ×H 2 √ Y × H C v
Ree)$laan"' en la ec!ación "e $&r"i"as hp = H −C v × H = H × ( 1 −C v 2
2
)
Final)ene 2
(
V 2 1 hp = × −1 2 2g C v
)
D'n"e el c'e0ciene "e $&r"i"a $'r el 'ri0ci' 7 ' es/ "a"' $'r K 0=
12)
1
C v
2
−1
DESCRIPCION DE LA INSTALACION PARA EL ENSAYO,
La insalación c'nsise en !n "e$ósi' "e 4'r)a recan5!lar en el c!/l in5resa el a5!a $'r !n !3' )e"iane !na 3')3a. El !3' aca3a "enr' "el "e$ósi' c'n ran!ras laerales: c!(' 0n es ran#!iliar el in5res' "el a5!a al "e$ósi'. En la $are" aneri'r "el "e$ósi' e2ise !n 'ri0ci' re"'n"' "'n"e se $!e"en enca6ar "i4erenes acces'ri's c'nsisenes en "i%ers's i$'s "e 3'#!illas ( 'ri0ci's: l's c!ales s'n s!6e's $'r )e"i' "e !na 3ri"a a6!sa"a c'n $ern's i$' )ari$'sa. Denr' "el "e$ósi' e2ise !na $lanc+a 3aiene "e !)3ral in4eri'r a las $are"es #!e %iene s'seni"' ( c'nr'la"' $'r "'s ca3les: re5!la3les "es"e !n e6e. S'3re el !)3ral "e la c')$!era 3aiene %iere el e2ces' "e a5!a 3')3ea"' #!e n' sale $'r el 'ri0ci' ' 3'#!illa. La c')$!era 3aiene $er)ie a la %e re5!lar el ni%el "el a5!a en el "e$ósi' $ara "i%ersas $'sici'nes: a la %e "e '3ener !n esa"' $er)anene. El e2ces' "e a5!a $asa a !n c')$ari)en' al c'sa"' "es"e "'n"e se "eri%a a !n "esa5e.
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
|
1
S'3re el !)3ral "e la c')$!era 3aiene %iere el e2ces' "e a5!a 3')3ea"' #!e n' sale $'r el 'ri0ci' ' 3'#!illa. La c')$!era 3aiene $er)ie a la %e re5!lar el ni%el "el a5!a en el "e$ósi' $ara "i%ersas $'sici'nes: a la %e "e '3ener !n esa"' $er)anene. El e2ces' "e a5!a $asa a !n c')$ari)ien' al c'sa"' "es"e "'n"e se "eri%a a !n "esa5e.
CORTE POSTERIOR DEL DEPÓSITO Insr!)enación El ni%el "el a5!a en el "e$ósi' se )i"e en !n reci$iene $r'%is' "e !n li)n-)er' "e $!na "'3le. Ese reci$iene es/ c'neca"' c'n el "e$ósi' $'r )e"i' "e !na )an5!era #!e +ace !n %as' c')!nicane. El li)n-)er' "e $!na "'3le es/ cali3ra"' $ara )e"ir el ni%el en el "e$ósi' res$ec' al e6e "el 'ri0ci' ' 3'#!illa.
13)
PROCEDIIENTO DEL ENSAYO,
1. Fa)iliariarse en 4'r)a eórica ( $r/cica c')' insalación "el ensa(' 2. Me"ir las "i)ensi'nes "e la 3'#!illa: "i/)er' inern' ( l'n5i!" !ilian"' el %ernier. 3. Llenar el "e$ósi' c'n a5!a. 4. Esa3lecer !n ni%el ( car5a 8 c'nsane en el "e$ósi' )ani$!lan"' la c')$!era 3aiene. 5. Realiar las si5!ienes )e"ici'nes si)!l/neas BOQUILLAS Y ORIFICIOS
|
1
La car5a 8 en el li)n-)er' "e $!na "'3le El ca!"al Q r !ilian"' el %ere"er' rian5!lar Traar la ra(ec'ria "el c+'rr' "e a5!a. H. Re$eir • • •
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
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
|
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$li#!e a #!e se "e3e la 4'r)ación "e la c'nracción "e !n c+'rr'. La ca%iación ' as$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 esa"' l-#!i"' $asa a 5ran %el'ci"a" $'r !na arisa a0la"a: $r'"!cien"' !na "esc')$resión "el !i"' "e3i"' a la c'nser%ación "e la c'nsane "e Bern'!lli *
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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1
En 5ran"es 'ri0ci's: la %el'ci"a" %ar-a en l's "i4erenes $!n's "e la sección "el 'ri0ci' c'n la al!ra : a n' ser #!e el 'ri0ci' es& si!a"' en el 4'n"' "el "e$ósi'. El ca!"al in0niesi)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'nracción inc')$lea: se +acen c'inci"ir !n' ' )/s la"'s "el 'ri0ci' c'n las $are"es laerales ( "esa$arece la c'nracción en &se ' es's la"'s. Se $!e"e +a3lar "e "'s i$'s "e c'nracción inc')$lea en !n 'ri0ci'.
C!an"' las $are"es ' el 4'n"' "el reci$iene se enc!enran a "isancias in4eri'res a @D *D es el "i/)er' "e l's 'ri0ci's, ' 3ien: a @ a *a: "i)ensión )-ni)a en 'ri0ci's recan5!lares,: se "ice #!e la c'nracción en el 'ri0ci' es $arcial)ene s!$ri)i"a. Si se lle5a al cas' e2re)' en #!e !na "e las 4r'neras "el reci$iene c'inci"a c'n !na arisa "el 'ri0ci': se "ice #!e la c'nracción es s!$ri)i"a en esa arisa en al cas' el 'ri0ci' se a$'(a s'3re la $are" "el reci$iene. En el cas' "e c'nracción $arcial)ene s!$ri)i"a: se $!e"e !iliar la si5!iene ec!ación e)$-rica $ara calc!lar el c'e0ciene "e 5as' a sa3er
C d=C d 0
[
1 + 0.641
( )] A 0 A r
2
D'n"e C" es el c'e0ciene "e 5as' "el 'ri0ci' C"' el c'e0ciene "e 5as' "el )is)' 'ri0ci' c'n c'nracción c')$lea A el /rea "el 'ri0ci' Ar el /rea "e la $are" "el reci$iene en c'nac' c'n el a5!a.
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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1
Ar A
c. De0na ( clasi0#!e a)$lia)ene 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 ' $arcial.
A8OGAMIENTO TOTAL
A8OGAMIENTO
Q =C d × A × √ 2 gH : c'n la ?nica "i4erencia #!e la ener5-a 'al 8 es
en'nces A8 *"i4erencia "e ni%eles enre l's "'s reci$ienes, el 5as' es en'nces
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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1
Q=C d × A × √ 2 × g × H Se rec')ien"a !iliar el )is)' c'e0ciene "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"iene 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 $'rción "el 'ri0ci' c'n "escar5a li3re: a sa3er
Q2=C d 2 × A 2 × √ 2 gH N' +a( in%esi5aci'nes c'n0a3les acerca "e l's c'e0cienes "e 5as' C"1 ( C"> al res$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)ene acerca "e l's 'ri0ci's "e $are" 5r!esa. C!an"' la $are" en el c'n'rn' "e !n 'ri0ci' n' iene arisas a0la"as: el 'ri0ci' es "e $are" 5r!esa ' !3' c'r'.
En ese i$' "e 'ri0ci' se '3ser%a #!e el c+'rr': !na %e #!e +a $asa"' la sección c'nra-"a: iene '"a%-a es$aci' "enr' "el !3' $ara e2$an"irse ( llenar la 'ali"a" "e la sección. Enre la sección c'nra-"a ( la 0nal 'c!rre !n r/$i"' "escens' "e la %el'ci"a" ac')$a=a"' "e !r3!lencia ( 4!ere $&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'
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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1
T!3's cil-n"ric's renranes
T!3's cil-n"ric's $ara arisas a5!"as ( re"'n"ea"as.
". Calc!lar l's c'e0cienes "e "escar5a C" ( "e resisencia "e !6' 7. %r
ETAP A
1 2 3
%t
A -oq
297.43
357.03
3
1
305.04
350.87
9
8
255.83
315.67
7.069 7.069 7.069
A chorro 4.505 4.968 5.067
Qr <'() 1.340 1.515 1.296
Qt <'() 2.524 2.480 2.231
*c
*v
*d
0.63
0.83
0.53
0.44
7
3
1
1
0.70
0.86
0.61
0.32
3
9
1
3
0.71
0.81
0.58
0.52
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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1
4 5 6
3
4
261.80
285.17
7
5
231.75
246.97
1
9
208.53
219.20
7
2
7.069 7.069 7.069
4.412 4.870 4.948
1.155 1.129 1.032
2.016 1.746 1.549
7
0
1
3
0.62
0.91
0.57
0.18
4
8
3
6
0.68
0.93
0.64
0.13
9
8
6
6
0.70
0.95
0.66
0.10
0
1
6
5
e. Gra0car l's %al'res '3eni"'s "e C" ( 7 %ers!s 89D: a5r!$/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. >. >.
HD
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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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
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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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
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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1
ETA
ETA
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1
ETA
ETA
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1
+. C')ene ( +a5a c'ncl!si'nes en 3ase a l's 5r/0c's $resena"'s: )ani4esan"' enre 'ras c'sas las ra'nes "e la c'nc'r"ancia ' "iscre$ancia c'n l's %al'res $re"ic+'s $'r la e'r-a. L's "a's '3eni"'s s!4ren "e !na serie "e err'res "e3i"' al err'r "e ca"a sise)a #!e se !ili' $ara +allar ca"a !n' "e l's "a's: esas ine2aci!"es 5eneran !na "i4erencia enre l's res!la"'s eóric's ( l's res!la"'s '3eni"'s. Al analiar 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 ( ese es el #!e )en'r car5a enia $'r l' c!al se c'ncl!(e #!e $ara ca!"ales )en'res "e 1.H; l9s "ic+' "is$'sii%' arr'6ara %al'res 4!era "el ran5': $'r l' #!e se en"r-a #!e !iliar !n "is$'sii%' "e )a('r cali3ración. Al analiar las c!r%as "e ra(ec'ria "el !i"' el $!n' "e re4erencia se ')a a !na "isancia "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'nal: es' se +ace n''ri' en las 5ra0cas "e a6!ses 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!sa"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.
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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1
i.
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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1
6.
Menci'nar la a$licación $r/cica "e ales c'e0cienes: $'r e6e)$l' $ara el "ise=' "e #!& i$' "e '3ras se !ilian. En la in"!sria a!')'ri en la ali)enación "e "i4erenes e#!i$'s c')' l's •
BOQUILLAS Y ORIFICIOS
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1
•
•
•
•
16) • • •
•
car3!ra"'res. En la in"!sria "e li)$iea: en la cani"a" "e 5ases c'na)inanes #!e 5enera ' "es4'5a !na )a#!inaria: ' en l's la%a"'res "in/)ic's "e r'ció $ara la eli)inación "e )aerial s!s$en"i"'. En la in5enier-a )ec/nica $ara la ela3'ración "e "is$'sii%'s "e c're $'r c+'rr'. En la in5enier-a ci%il $ara el "ise=' "e canales ( %ere"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 necesie realiar la )e"ición "el !6' #!e $asa $'r !na sección.
BIBLIOGRAFIA, D')-n5!e F. 8i"r/!lica E"i'rial Uni%ersiaria Uni%ersal "e C+ile a e". 1; 7in5 8. Man!al "e 8i"r/!lica UTE8A M&2ic' 1;;@ S'el' A. G. 8i"r/!lica General. V'l 1 F!n"a)en's. E"i'rial Li)!sa S.A. De C.V. M&2ic' 1;; Streeter V. Mecánica de los Fluidos; McGraw Hill Book Company. Espaa ! "#$%.
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