Compuertas

Compuertas

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 controlar la descarga producida. 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; en estas condiciones el flujo puede considerarse bidimensional.

Compuerta Plana Compuerta Radial

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.

La red de flujo de la compuerta plana, permite explicar con claridad la contracción que experimenta el chorro descargado por el orificio de altura a hasta alcanzar un valor Cca en una distancia L en la que las líneas de corriente se vuelven horizontales y tienen por ello una distribución hidrostática de presiones.

En el canto inferior de la compuerta las líneas de corriente tienden a unirse y es ahí donde la velocidad adquiere su máximo valor. Debido a la curvatura de las líneas de corriente una gran presión actúa sobre la línea de intersección del plano de la compuerta, razón por la cual se tiene una velocidad pequeña.

Para obtener la ecuación que proporcione el gasto, aquí se considerara el caso mas general de una compuerta plana con una inclinación respecto de la horizontal y un ancho b. La inclinación es equivalente a la de la tangente en el labio de la compuerta radial, y con 90° incluye el caso de la compuerta vertical. Se establece la ecuación de la energía:

H=y1+ V1²/2g=Cc.a+V2²/2g

Por otra parte la ecuación de la continuidad se tiene:

V1= (Cc.a)/Y1.V2

Por lo tanto la velocidad media real en la sección contraída es:

V2= Cv/√(1+(Cc.a)/y1).√2gy1

El gasto es:

Q=Cd.b.a√2gy1

Donde:

Cd=(Cc.Cv)/√(1+(Cc.a)/y1)

Si la descarga sumergida con un tirante y2 en el canal, aguas debajo de la compuerta, se puede hacer un desarrollo análogo al anterior y obtener una expresión idéntica a la anterior para cualquier tipo de compuerta.

Gentilini realizo investigaciones en compuertas planas inclinadas y radiales, con descarga libre. Se presentan los coeficientes de gasto Cd obtenidos en compuertas planas con un ángulo de inclinación en términos de la relación y1/a.

Coeficientes de gasto para compuertas planas inclinadas con descarga libre

También incluyen el caso de la compuerta plana vertical 90°, tipo del cual se han ocupado investigadores como el caso de Cofré y Buchheister:

Coeficiente de gasto de una compuerta plana vertical según Cofré y Buchheister

Con base en las experiencias de Gentilini, Knapp propone una ecuación

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