Informe Vertedero

Contenido

2 INTRODUCCION 3

3 Marco teórico 3

3.1 Tipos de vertederos 4

3.1.1 Tipo de cresta 4

3.1.2 Niveles de aguas abajo 5

3.1.3 Condiciones laterales de descarga 5

3.1.4 Según su forma 5

3.1.5 Otros tipos de clasificación: 6

3.2 Vertederos rectangulares 6

3.3 Vertederos triangulares 8

4 Procedimiento 9

4.1 Datos iniciales 9

4.2 Cálculos Vertedero triangular y rectangular 9

4.2.1 Angulo de entalladura 9

4.2.2 Calculo de caudales vertedero triangular 9

4.2.3 Calculo de valores C y n 10

4.2.4 Calculo de caudales vertedero rectangular 11

4.3 Graficas de caudales 12

4.4 Coeficiente de descarga vertedero triangular 13

5 Análisis de Resultados y Conclusiones 14

6 Referencias 14

INTRODUCCION

La medición de caudales es una actividad de gran importancia para el control de cuerpos de agua y para el diseño de canales, cuando esta medición se aplica a canales artificiales el hecho de conocer la geometría de la sección transversal facilita dicha medición, mientras que mediciones en canales naturales traen consigo un grado de complejidad mayor por la irregularidad característica de estos y porque generalmente están a procesos de cambios continuos. Con el fin de desarrollar una medición del caudal con un grado de exactitud alta, se implementan varios métodos que van desde el tratamiento de la caras de la sección transversal hasta el uso de determinadas estructuras.

En esta práctica se buscó analizar el comportamiento del flujo para un vertedero rectangular y triangular, (en el cual se observó la contracción de la lámina de agua) y las ecuaciones de cálculo para diferentes tipos de vertederos. Para esto en el laboratorio se trabajo con siete caudales diferentes y se siguió el proceso de tomar lecturas iniciales (Ho) de los vertederos, se abrió la válvula reguladora de caudal hasta que el caudal se estabilizó, se tomó lecturas de Hv para cada vertedero, y seguidamente se verificó que para el primer caudal la caída del agua fuese libre, con esto se pudo obtener la gráfica Q=f(H) con los valores observados, además se dedujo el valor de c y n de la ecuación general Q=CHn por medio del método de los mínimos cuadrados, y por último se calculo el valor del coeficiente de descarga y se comparo con valores teóricos.

Marco teórico

El vertedero ha sido definido por Balloffet como “una abertura o escotadura de contorno abierto, practicada en la pared de un depósito o bien en una barrera colocada en un canal o río…” , en consecuencia la estructura hidráulica puede presentar diferentes formas, según las finalidades a que se destine. Así, cuando la descarga se efectúa sobre una placa con perfil de cualquier forma, pero con arista aguda, el vertedor se llama de pared delgada; por el contrario, cuando el contacto entre la pared y la lamina vertiente es mas bien toda una superficie, el vertedor se llama de pared gruesa. Ambos tipos son usados como dispositivos de aforo (en canales pequeños), pero el segundo tipo puede emplearse como obra de control o de excedencias en una presa y también en aforo de grandes canales.

Los vertederos comúnmente muden el caudal de líquidos, un cierto numero de formulas empíricas se emplean en la literatura técnica, todas ellas con sus limitaciones, lo que en algunas ocasiones llega a ser una desventaja, no obstante para cada tipo de vertedero hay ciertas formulas teóricas que con su correspondiente calibración respecto al lugar de utilización y bajo las condiciones a emplearse puede dar resultados bastante precisos.

Tipos de vertederos

Existen diferentes tipos de vertederos. Pueden clasificarse por el tipo de cresta, por los niveles de aguas abajo, por su forma, por las condiciones laterales, por su inclinación respecto a la corriente y por otro tipo de circunstancias.

Tipo de cresta

Vertederos en pared delgada

En los vertederos en pared delgada el contacto entre el agua y la cresta es solo una línea, es decir, una arista. Para que un vertedero se considere en pared delgada no es indispensable que la cresta sea delgadísima, de hecho la pared puede tener cierto espesor, siendo este menor a 2H/3. La cresta de vertedero es aguda, así mismo en su contorno la presión es igual a la atmosférica, lo que es sumamente importante al medir caudales.

Vertederos en pared gruesa

En los vertederos en pared gruesa el contacto es un plano. El flujo se adhiere a la cresta.

En la figura 2. Se observa tres vertederos en pared gruesa. El vertedero (c) se considera típico en pared gruesa, mientras que los tipos (a) y (b) son conocidos como vertederos en pared intermedia.

Figura 2. Vertederos en pared gruesa. 1

Niveles de aguas abajo

Este es un criterio de clasificación relevante, en el vertedero libre el nivel de aguas abajo es inferior al de la cresta. En cambio, el vertedero sumergido o incompleto se caracteriza porque el nivel de aguas abajo es superior al de la cresta (Figura 3).

Condiciones laterales de descarga

Los vertederos pueden ser con contracciones laterales o sin ellas. Los vertederos con contracciones laterales son aquellos en los que la longitud L del vertedero es menor que el ancho B del canal de aproximación, para que se de tal condición la distancia entre cada extremo del vertedero y la pared del canal debe ser de por lo menos 3H. Por lo tanto en canal B=L no hay contracciones laterales.

Según su forma

Según la forma hay diferentes tipos de vertederos: rectangulares (muy comunes), triangulares, trapeciales, circulares, parabólicos, poligonales. Etc (Figura 4)

Otros tipos de clasificación:

Por la inclinacion del parametro.

Desarrollados.

Abatibles.

Inflables.

Laterales.

Morning Glory. Etc.

Vertederos rectangulares

La ecuación teórica de un vertedero para vertederos rectangulares es:

Q=2/3 cb(√2g)[(H+v^2/2g)^(3/2)-〖(v^2/2g)〗^(3/2) ]

Donde: Q=Caudal, c=Coeficiente (determinación experimental), b=anchura de la cresta del vertedero en m, H=carga sobre el vertedero en m (altura de la superficie del nivel del liquido por encima de la cresta), V= Velocidad media.

Las fórmulas experimentales para determinar el coeficiente de gasto para vertederos sin contracciones laterales

...