CAPITULO I “DEFINICIÓN Y DISEÑO DE COMPUERTAS. COMPUERTAS. 1. FUNDAMENTO TEÓRICO: 1.1. ORIFICIOS: 1.1.1. DEFINICIONES: Orificio:
Denominamos orificio (figura 2-1) a una abertura de forma
regular, que se practica en la pared o en el fondo de un recipiente, a través del cual eroga el líquido contenido en dicho recipiente, manteniéndose el contorno del orificio totalmente sumergido.
Fig.2-1 Orificio.
Vena Líquida:
Se llama vena líquida o chorro a la corriente líquida que
sale del recipiente.
Carga:
Se denomina carga a la altura de líquido que origina la salida del
caudal de la estructura. Se mide desde el nivel del líquido hasta el baricentro del orificio.
Velocidad de llegada:
Es la velocidad con que el líquido llega al
recipiente.
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Salida libre:
La salida libre tiene lugar cuando el nivel del líquido en el
canal de salida, o en el recipiente inferior, está por debajo de la arista o borde inferior del orificio.
1.1.2. CLASIFICACIÓN: Para hacer una clasificación de los orificios se pueden tener en cuenta algunas características importantes de los mismos, como: a) Según el espesor de la pared:
Orificio de pared delgada.
Orificio de pared gruesa.
Orificio de tubo.
De Pared Delgada
De Pared gruesa
de Tubo
Fig.2-2 Tipos de orificio según el espesor de la pared. b) Según el nivel de la superficie libre:
Orificio de nivel constante.
Orificio de nivel variable.
c) Según el nivel del agua, aguas abajo:
Orificio con descarga libre.
Orificio sumergido.
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Salida libre:
La salida libre tiene lugar cuando el nivel del líquido en el
canal de salida, o en el recipiente inferior, está por debajo de la arista o borde inferior del orificio.
1.1.2. CLASIFICACIÓN: Para hacer una clasificación de los orificios se pueden tener en cuenta algunas características importantes de los mismos, como: a) Según el espesor de la pared:
Orificio de pared delgada.
Orificio de pared gruesa.
Orificio de tubo.
De Pared Delgada
De Pared gruesa
de Tubo
Fig.2-2 Tipos de orificio según el espesor de la pared. b) Según el nivel de la superficie libre:
Orificio de nivel constante.
Orificio de nivel variable.
c) Según el nivel del agua, aguas abajo:
Orificio con descarga libre.
Orificio sumergido.
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1.1.3. CÁLCULO DEL CAUDAL EROGADO(TEOREMA DE TORRICELLI): El caudal teórico
que sale a través de un orificio, viene determinado por:
√ √
Comprobándose experimentalmente que el caudal real
es menor que el
teórico, por lo que la expresión del caudal vendrá afectada con un coeficiente de descarga
Siendo
√ √
) es decir:
un coeficiente llamado „coeficiente de descarga‟ que permite
hallar el caudal real.
Fig.2-3 Teorema de Torriceli.
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Si se aplica Bernoulli entre los puntos A y C, tenemos que:
Ahora, como
√ es nula, si despejamos
(que es la velocidad media en la
sección contraída o velocidad de salida real
) obtenemos:
Un análisis intuitivo de las líneas de corriente, como puede apreciarse en la Figura 11-3, 11-3, permite interpretar la formación de la “sección contraída Ac” a una cierta distancia de la pared del orificio, que es sobre la cual aplicamos Bernoulli.
De esta forma, aplicando la Ecuación de Continuidad y teniendo en cuenta el coeficiente experimental
“coeficiente de descarga del orificio”, el cual
consiste en una función compleja menor a la unidad (disminuye, en consecuencia, el valor teórico dado por la expresión) en la que influyen la viscosidad, la formación de la sección contraída, la variación real de la velocidad en la misma (consideramos el valor medio en la deducción), la forma de la sección, etc.; se obtiene:
√ √
Que es la expresión general en la que
es la sección real del orificio cuyas
dimensiones, a diferencia de la sección contraída, son de obtención inmediata.
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A partir de investigaciones realizadas se han determinado valores experimentales de
.
Fig.2-4 Valores experimentales del coeficiente de descarga.
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1.1.4. ORIFICIOS DE PARED DELGADA: El agua al salir, tiene contacto con un solo punto, lo llena completamente. La vena líquida sufre una contracción que llega a ser extrema en la parte que se denomina sección contraída.
Fig.2-5 Orificio de Pared Delgada y pared gruesa.
En la práctica se suele considerar como o rificio de pared delgada si:
Al suponer que la lámina líquida que sale, toca a la pared sólo en una arista. Debido a la viscosidad y al rozamiento existente en la proximidad de las paredes, la velocidad de salida es menor que la calculada teóricamente es decir:
En la que
es un coeficiente de reducción de velocidad, comprendido entre
los valores (0,96 <
< 0,99); esto supone que la velocidad de salida real
√ √
puede ponerse en función de una altura
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, en la forma:
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La diferencia entre
, y
, determina la altura correspondiente a la pérdida
de carga del orificio, es decir:
Haciendo:
;
k: coeficiente de pérdida.
Contracción de la vena líquida: Los filetes de la vena liquida son convergentes hasta una sección
situada a una cierta distancia de la pared, a
partir de la cual comienza a circular paralelamente. A esta sección se la llama sección contraída. La relación entre ambas secciones se denomina coeficiente
de contracción (Cc = Ac / Ao) siendo (Cc < 1), que viene dado experimentalmente, y depende de las dimensiones, forma, carga del orificio y proximidad de éste a las paredes del depósito. Cuando exista una causa que vaya en contra de la libertad de la contracción de la vena, diremos que la contracción es incompleta, siendo el valor de
Cc mayor que en el caso de
contracción completa. La contracción será completa, cuando la distancia de los bordes del orificio a las paredes laterales, o al fondo, sea igual o mayor que el doble de la mínima dimensión del orificio.
La relación existente entre los coeficientes de descarga Cd, reducción de velocidad Cv y de contracción Cc de la vena líquida, puede deducirse de la siguiente forma:
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Donde:
= caudal real = caudal teórico = sección real del orificio = sección contraída = velocidad de salida, o real en la sección contraída = velocidad teórica = Coeficiente de descarga = Coeficiente de contracción = Coeficiente de reducción de velocidad
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Tabla 2-1 Valores de Cd para orificios cuadrados en pared delgada. (Fuente: P. Fernández Díez)
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Fig.2-6 Valores de Cd para orificios cuadrados de lado „a‟ en pared delgada. (Adaptado de: P. Fernández Díez)
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Tabla 2-2 Valores de Cd para orificios circulares en pared delgada vertical (Fuente: P. Fernández Díez)
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Fig.2-7 Valores de Cd para orificios circulares en pared delgada vertical. (Adaptado de: P. Fernández Díez)
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1.2. COMPUERTAS: 1.2.1. DEFINICIÓN: Una compuerta consiste en una placa móvil, plana o curva que al levantarse permite graduar la altura del orificio que se va descubriendo, a la vez que controla el caudal producido. El orificio generalmente se hace entre el piso de un canal y el borde inferior de la compuerta, por lo que su ancho coincide con el del canal. El flujo en un canal cuando se coloca una compuerta por lo general es perpendicular a ella.
Fig.2-8 Compuerta plana.
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a) APLICACIONES DE LAS COMPUERTAS:
Control de flujos de aguas
Control de inundaciones
Proyectos de irrigación
Crear reservas de agua
Sistemas de drenaje
Proyectos de aprovechamiento de suelo
Plantas de tratamiento de agua
Incrementar capacidad de reserva de las presas
b) ELEMENTOS DE UNA COMPUERTA:
Los elementos de una
compuerta son:
:Carga total aguas arribas de la compuerta:
:Carga de velocidad con que llega el agua en el canal , aguas arriba de la
compuerta. MECANICA DE FLUIDOS II
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: Tirante aguas arriba de la compuerta:
: Tirante de la vena contraída aguas debajo de la compuerta:
aguas arriba de la compuerta:
: Abertura de la compuerta. : Ancho de la compuerta. : Coeficiente de contracción. : fLongitud desde la compuerta hasta
sección contraída)
: tirante normal (si las condiciones lo permiten), aguas abajo. : Pérdida de energía.
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CAPITULO II: “CALCULO DE CAUDAL EROGADO” 2. ECUACIÓN PARA EL CAUDAL DEL FLUJO A TRAVÉS DE COMPUERTAS: El gasto de una compuerta y las características hidráulicas de su descarga se pueden conocer a partir del estudio de una red de flujo obtenida por cualquiera de los métodos estudiados. La red de flujo de la compuerta plana, permite explicar con claridad la contracción
que experimenta el chorro descargado por el orificio de altura ‘ ’, hasta alcanzar un valor
en una distancia
en las que las líneas de corriente se vuelven
horizontales y tienen por ello una distribución hidrostática de presiones. Debido al fenómeno de contracción y a la fricción con el piso, se produce una pérdida de carga
que influye en el cálculo del gasto.
Asimismo , la carga de velocidad
con que llega el agua en el canal, aguas arriba
de la compuerta, tiene mayor importancia a medida que la relación
disminuye.
A través de compuertas planas para deducir la expresión, se considera el caso más general, donde la compuerta esta inclinada un ángulo ‘θ’ respecto a la horizontal, y tiene un ancho B igual al del canal.
Aplicando el teorema de Bernoulli o ecuación de energía:
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Por otro lado, por el principio de continuidad:
Por otro lado por el principio de continuidad:
Reemplazando esta ecuación en la ecuación I.
De aquí tenemos que:
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Por tanto la velocidad media real en la sección contraída es:
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√
Donde
es el coeficiente de velocidad, el gasto es:
√
√ ()
Donde :
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Los coeficientes de velocidad, contracción y gasto los han obtenido experimentalmente muchos trabajadores; sin embargo , en ningún caso se ha encontrado coincidencia en los resultados. Los coeficientes dependen, de la geometría del flujo y del número de Reynolds.
Fig.2-9 Coeficiente de descarga para compuertas planas inclinadas con descarga libre (Fuente: Gilberto Sotelo)
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Fig.2-10 Coeficiente de descarga de una compuerta plana vertical, según Cofré y Buchheister (Fuente: Gilberto Sotelo).
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CAPITULO III: “CALCULO DE LA FUERZA HIDRODINAMICA”
3. ECUACIÓN
PARA
HIDRODINAMICA
QUE
ENCONTRAR EJERCE
LA EL
FUERZA
FLUJO
EN
MOVIMIENTO SOBRE LA COMPUERTA: Los líquidos a fluir a través de una compuerta, ejercen presión a lo largo del fondo del canal y sobre la pared aguas arriba de aquella, cuya distribución y magnitud de la fuerza resultante sobre la compuerta es de interés estructural. Para ello, se considera el flujo bidimensional y permanente a través de la compuerta plana vertical.
Se aísla un volumen de control de fluido limitado por las secciones transversales (1) y (2), las paredes y el fondo del canal, la pared de la compuerta y la superficie libre del líquido, y se consideran las fuerzas externas que actúan sobre él.
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Fig.2-11 Volumen de control de la compuerta.. Donde: F1, F2 : Fuerzas debidas a la distribución de presiones hidrostáticas en las secciones 1 y 2, respectivamente. W : peso del volumen del fluido encerrado en el volumen de control. N : reacción normal del fondo del canal. R : reacción del empuje F que el líquido ejerce sobre la compuerta. Es la fuerza de reacción de la compuerta sobre el volumen de control. El empuje a determinar F es de igual magnitud y sentido contrario a la reacción R, con la cual, la compuerta responde sobre el líquido. MECANICA DE FLUIDOS II
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Luego, al aplicar la ecuación de la cantidad de movimiento al Volumen de control, se tiene:
Por tratarse de un flujo permanente, el segundo término del miembro de la derecha es igual cero. Reemplazando términos correspondientes, se tiene:
Donde
es el coeficiente de Boussinesq de corrección por momento lineal.
) De donde:
)
(24) Haciendo β1= β2= β, se tiene:
Aplicando la ecuación de Bernoulli entre (1) y (2), despreciando “pérdidas de energía”, se tiene:
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(26)
suponiendo
, y factorizando, se tiene:
(27) Por continuidad:
(28) De donde:
Luego:
(29)
Reemplazando la ecuación (29) en la (27), se tiene:
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(30)
(31) Análogamente, reemplazando V2 de la ecuación (29) en la ecuación (27), se tendrá:
De donde: MECANICA DE FLUIDOS II
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(32) De otro lado, volviendo a la ecuación (28), se tiene:
(33) Ahora, reemplazando las ecuaciones (33) y (32) en la (25), se tiene:
(34) En flujos turbulentos, como ocurre en este caso,
(35) Factorizando, se tiene:
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(36) Además, por acción y reacción F = R; luego:
Fuerza teórica sobre la compuerta
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CAPITULO IV: “FLUJO A TRAVES DE UNA COMPUERTA” 4. FLUJO A TRAVÉS DE UNA COMPUERTA: Las compuertas tienen las propiedades hidráulicas de los orificios y, cuando están bien calibradas, también pueden emplearse como mediciones de flujo. Las condiciones físicas, hidráulicas, climáticas y de operación, evaluadas apropiadamente, imponen la selección del tipo y tamaño adecuado de las compuertas. Estas se diseñan de diferentes tipos y con variadas características en su operación y en su mecanismo de lado, las cuales permiten clasificarlas en grupos generales de la siguiente manera:
4.1. Según las condiciones del flujo aguas abajo:
Compuerta con descarga libre.
Compuerta con descarga sumergida o ahogada.
4.2. Según el tipo de operación o funcionamiento:
Compuertas Principales:
Se diseñan para operar bajo cualquier condición de flujo; se les llama de regulación cuando se les conciben para controlar caudales en un canal abierto o sobre una estructura de presa, con aberturas parciales, y se conocen como compuertas de guarda o de cierre aquellas que funcionan completamente abiertas o cerradas.
Compuertas de Emergencia:
Se utilizan en los eventos de reparación, inspección y mantenimiento de las compuertas
principales,
siendo
concebidas
para
funcionar
tanto
en
condiciones de presión diferencial, en conductos a presión, como en condiciones de presión equilibrada.
MECANICA DE FLUIDOS II
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4.3. De acuerdo a sus características geométricas:
Compuertas planas: o
Rectangulares.
o
Cuadradas.
o
Circulares.
o
Triangulares, etc.
Compuertas curvas o alabeadas: o
Radiales:
También llamadas con puertas „Taintor‟, tienen la forma de
una porción de cilindro, y giran alrededor de un pivote o eje horizontal situado en el eje longitudinal de la superficie cilíndrica. Por su forma algunas veces se les llama compuerta „Sector‟. Generalmente, en las compuertas radiales, el agua actúa en el lado convexo y , debido a las propiedades hidrostáticas de una superficie cilíndrica, la línea de acción del empuje hidrostático resultante pasa a través del pivote o centro de giro. En consecuencia, la fuerza requerida para levantar la compuerta es la necesaria para vencer el peso propio de la misma y la fricción en los apoyos. Este tipo de compuerta se usa en vertederos de presa, en obras de captación y en canales de riego.
o
Tambor: Consisten en una estructura hermética de acero, abisagrado en
la cresta de rebose de un vertedero de presa, y con una forma tal que, cuando está en su posición más baja, ocupa un recinto dentro de la estructura de la presa, sin interrumpir el perfil de dicha cresta. Si el líquido penetra a dicho recinto, la compuerta se levanta por encima de la cresta, debido al empuje de flotación, evitando el paso de la corriente. Este mecanismo de operación constituye cierta ventaja sobre los otros tipos de compuerta, puesto que no requiere de superestructuras que incluyan grúas, cables, ni volantes para su manejo. MECANICA DE FLUIDOS II
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4.4. Según el mecanismo de izado.
Compuertas deslizantes:: El elemento de cierre u obturación se mueve sobre superficies deslizantes( guías o rieles) que sirven, a la vez de apoyo y sello. Generalmente, se construyen en acero colado, y se emplean en estructuras de canales y en algunas obras de captación, en presas o tanques de reguación. La hoja de la compuerta o elemento de obturación se acciona con un mecanismo elevador, a través de un vástago o flecha de acero.
Compuertas rodantes: El elemento de cierre u obturación se mueve sobre un tren de ruedas, rodillos o de engranajes, hasta la posición de estancamiento. Se utilizan en obras de toma profunda, para casos de emergencia y de servicio, así como para cierre en mantenimiento, en conductos a presión. Ruedan a su posición de sello debido a su propio peso y se izan en cadenas o cables por medio de grúas especiales, fuera de la superficie del agua, hasta una caseta de operación, donde se les hace mantenimiento.
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CAPITULO V: “TIPOS DE COMPUERTA” 5. TIPOS DE COMPUERTA: Para canales, presas, esclusas y obras hidráulicas de envergadura Los principales tipos de compuertas son:
5.1. Compuertas Planas Deslizantes Se les llama compuertas deslizantes pues para su accionar se deslizan por unos rieles guías fijos. Puede ser movida por diferentes tipos de motores. Estas compuertas pueden ser de acero estructural, madera y en caso de pequeñas cabeza de hierro, el espesor y el material de la compuerta dependerá de la presión del agua y el diseño de los sellos. Al trabajar a compresión estas compuertas tienen buenas adaptaciones a los sellos presentando pequeñas fugas. Este tipo de compuertas han sido utilizadas para todo tipo de cabezas, pero resultan ser más económicas para pequeñas cabezas y tamaños moderados pues necesitan grandes fuerzas para ser movidas.
Fig.2-12 Compuerta plana deslizant MECANICA DE FLUIDOS II
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5.2. Compuertas Planas de Rodillos Las compuertas planas de rodillos están diseñadas especialmente para controlar el flujo a través de grandes canales donde la economía y la facilidad de operación sean dos factores preponderantes. Son denominadas compuertas de rodillos ya que están soportadas en rodillos que recorren guías fijas y generalmente tienen sellos de caucho para evitar filtraciones a través de los rodillos. Los rodillos minimizan el efecto de la fricción durante la apertura y el cierre de las compuertas, como consecuencia de estos se necesita motores de menor potencia para moverlas. Pueden ser diseñadas para abrirse hacia arriba o hacia abajo. Estas compuertas son muy versátiles ya que pueden diseñarse tanto para trabajar bajo presión en una o ambas caras simultáneamente. Generalmente son de sección transversal hueca, para disminuir la corrosión e infiltraciones son rellenadas con materiales inertes como el concreto.
5.3. Compuertas Radiales (Taintor) Las compuertas radiales se construyen de acero o combinando acero y madera. Constan de un segmento cilíndrico que está unido a los cojinetes de los apoyos por medio de brazos radiales. La superficie cilíndrica se hace concéntrica con los ejes de los apoyos, de manera que todo el empuje producido por el agua pasa por ellos; en esta forma sólo se necesita una pequeña cantidad de movimiento para elevar o bajar la compuerta. Las cargas que es necesario mover consisten en el peso de la compuerta, los rozamientos entre los cierres laterales, las pilas, y los rozamientos en los ejes. Con frecuencia se instalan contrapesos en las compuertas para equilibrar parcialmente su peso, lo que reduce todavía más la capacidad del mecanismo elevador.
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La ventaja principal de este tipo de compuertas es que la fuerza para operarlas es pequeña y facilita su operación ya sea manual o automática; lo que las hace muy versátiles.
Fig.2-13 Compuerta radial.
5.4. Compuertas Flap o Clapetas Llamadas también clapetas, formadas por un tablero articulado en su arista de aguas arriba que puede abatirse dando paso al agua. Estas compuertas se abren automáticamente por un diferencial de presión aguas arriba y se cierran cuando el nivel aguas abajo supera el nivel aguas arriba o cuando el nivel aguas arriba alcance el nivel deseado de almacenamiento. Existen compuertas clapeta de contrapeso, en las que los tableros se mantenían en su posición elevada por medio de un puntal, hasta que la sobre elevación del nivel del agua les hacía bascular sobre el extremo superior del puntal; tamb ién las hay sin contra peso que son recomendadas para aquellos casos de poca altura de agua y gran luz de vano.
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Fig.2-14 Compuerta tipo basculante.
5.5. Compuertas Ataguía Están compuestas de vigas separadas colocadas unas sobre otras para formar un muro o ataguía soportado en ranuras en sus extremos. La separación de las pilas de apoyo depende del material de las vigas, de la carga que obre en ellas, y de los medios que se disponga para manejarlas, es decir, para quitarlas y ponerlas.
5.6. Compuertas Mariposa Las compuertas tipo mariposa son utilizadas para controlar el flujo de agua a través de una gran variedad de aberturas. Aunque pueden ser utilizadas para controlar el flujo en ambas direcciones la mayoría de las instalaciones sólo las utilizan para controlar el flujo en una dirección. Con las compuertas mariposa es posible tener una máxima cabeza de energía en ambos lados de la compuerta. La cabeza estática se mide desde el eje horizontal de apertura de la compuerta. La mayoría de estas compuertas son instaladas en sitios con baja cabeza de presión (menor a 6 metros). Las secciones transversales de este tipo de compuertas normalmente son cuadradas o rectangulares; las secciones circulares no son muy comunes ya que estas se utilizan en válvulas mariposa. Son ideales cuando hay poco espacio disponible ya que al girar MECANICA DE FLUIDOS II
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respecto a un eje, no es necesario disponer de espacio para levantarlas y allí se puede ubicar el mecanismo de apertura. Estas pueden ser utilizadas como reguladoras de flujo, pues al rotar la hoja cambia el tamaño de la abertura y se regula el caudal que fluye a través de ella.
Fig.2-15 Compuerta tipo mariposa.
5.7. Compuertas Caterpillar (Tractor) Son también conocidas como Compuertas de Broome, en honor a su inventor. Este tipo de compuertas son utilizadas tanto para altas como para bajas cabezas de presión. Han sido utilizadas con cabezas hasta de 200 pies en varios proyectos hidroeléctricos y de control de inundaciones. Ambos extremos de la compuerta están equipados con orugas que facilitan su desplazamiento a lo largo de ranuras paralelas a los lados de la compuerta. Las orugas se mueven alrededor de la compuerta mientras la compuerta es movida. Este tipo de compuertas es movido por medio de cables de acero tirados por motores, lo que facilita su operación bajo diferentes condiciones d e flujo.
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Fig.2-16 Compuerta tipo Caterpillar.
5.8. Compuertas Cilíndricas Las compuertas cilíndricas consisten en cilindros sólidos de acero (generalmente) abiertas en ambos extremos, que funcionan por el balance de las presiones de agua en las superficies interior y exterior. Este tipo de compuertas generalmente son levantadas por medio de cables o máquinas hidráulicas; como la presión del agua siempre se encuentra balanceada, el único peso que debe ser movido es el equivalente al peso propio de la compuerta.
Fig.2-17 Compuerta tipo cilindricas.
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5.9. Compuertas tipo anillo. Las compuertas tipo anillo son utilizadas en la cresta de los vertederos tipo "tulipa", en las presas que están equipadas con este tipo de vertedero.
5.10.Compuertas tipo esclusa. Las compuertas tipo anillo son utilizadas en la cresta de los vertederos tipo "tulipa", en las presas que están equipadas con este tipo de vertedero.
Fig.2-18 Compuerta tipo exclusa.
5.11. Compuerta tipo lagarto.
Las compuertas tipo "lagarto" son utilizadas para abrir o cerrar tomas en presión para descargas de fondo o para centrales hidroeléctricas.
5.12. Compuerta tipo segmento Las compuertas de segmento son muy utilizadas en la cresta de los vertederos de las presas. Antiguamente se movían jaladas por cadenas, mediante dispositivos MECANICA DE FLUIDOS II
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instalados
en
los pilares del
vertedero.
Actualmente
son
accionadas
mediante pistones hidráulicos o neumáticos. Algunas compuertas de este tipo disponen, en la parte superior, de una parte abatiente. Esto permite descargar caudales pequeños, liberar el embalse de materiales fluctuantes y llenar la cuenca de disipación del vertedero para mejorar su funcionamiento en las fases iniciales de grandes descarga.
5.13. Compuerta tipo Stoney Las compuertas de tipo "Stoney" son utilizadas para tomas en presión para descargas de fondo o para la toma de una central hidroeléctrica.
Fig.2-19 Compuerta tipo stoney.
5.14. Compuerta tipo tambor La compuerta tipo tambor es un tipo de compuerta hidráulica utilizada en vertederos de presas. Es manipulada utilizando el desnivel de agua creado por estas y no requiere de equipo mecánico para su operación. La necesidad de contar con una cámara donde se abate la compuerta hace que el vertedero no pueda tener la forma óptima, lo que incrementa el volumen de hormigón del mismo MECANICA DE FLUIDOS II
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.Su utilización y características son semejantes a la compuerta tipo sector.
5.15. Compuerta tipo tejado La compuerta
tipo
tejado es
un
tipo
de compuerta
hidráulica utilizado
en vertederos de presas. Es operada utilizando el desnivel de agua creado por éstas y no requiere de equipo mecánico para su operación. La necesidad de contar con una cámara donde se abate la compuerta hace que el vertedero no pueda tener la forma óptima, lo que incrementa el volumen de hormigón del mismo.
5.16. Compuerta tipo vagón La compuerta
tipo
vagón es
un
tipo
de compuerta
hidráulica utilizado
en descargas de fondos bocatomas de presas. Es accionada por un pistón hidráulico o neumático.
Fig.2-20 Compuerta tipo vagón. MECANICA DE FLUIDOS II
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CAPITULO VI: “APLICACIÓN A LA INGENIERIA CIVIL Y EJEMPLO DE APLICACION”
6.1. APLICACIÓN
DE
LAS
COMPUERTAS
A
OBRAS
HIDRAULICAS DE INGENIERÍA CIVIL: En ingeniería civil se utilizan las compuertas con fines importantes como lo son:
Control de flujos de aguas , donde las compuertas nos sirven para controlar el nivel del agua en los canales y para distribuirla en el interior del predio.
Control de inundaciones, Se utilizan para la descargas de volúmenes de agua almacenados durante una creciente en presas para el control de inundaciones.
Proyectos
de
irrigación,
confines
de
riego
y
aprovechamiento de tierras agrícolas.
Crear reservas de agua, para aprovechamiento de recursos energéticos o necesidades humanas.
Sistemas de drenaje.
Proyectos de aprovechamiento de suelos
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Plantas de tratamiento de agua.
Incrementar capacidad de reserva de las presas.
Las compuertas tipo exclusa que se utilizan en el canal de panamá permiten el paso de buques y medios marítimos, solo se pueden abrir cuando el nivel entre uno y otro extremo de la compuerta sea de solo unos cuantos centímetros, es decir no haya mucho desnivel debido al gran volumen de agua que se tiene, pudiendo provocar un cambio brusco de caudal
PIVOTE
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COMPUERTA DE ESCLUSA.
Fig.2-20 Compuerta tipo esclusa en
el canal de Panamá.(Esclusas del Canal de Panamá.)
DESNIVELES ENTRE COMPUERTAS.
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6.2. EJEMPLO DE APLICACIÓN:
CONCLUSIONES:
Una compuerta permite controlar la abertura del orificio , y el caudal erogado en la abertura, es decir controla el flujo de salida.
La fuerza hidrodinámica en una compuerta, es función de los tirantes ,el ancho del canal y del peso especifico del agua
Podemos concluir que las compuertas hidráulicas tienen importancia en las distintas aplicaciones de la ingeniería civil, como en las presas
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RECOMENDACIONES:
Una compuerta permite controlar la abertura del orificio , y el caudal erogado en la abertura, es decir controla el flujo de salida.
La fuerza hidrodinámica en una compuerta, es función de los tirantes ,el ancho del canal y del peso especifico del agua
Podemos concluir que las compuertas hidráulicas tienen importancia en las distintas aplicaciones de la ingeniería civil, como en las presas
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
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Ven Te Chow. Hidráulica de los Canales Abiertos. Editorial McGraw-Hill. Santafé de Bogotá- Colombia, 1994. (Pags.235-253)
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