Lab hidraulica.

LABORATORIO DE HIDRAULICA

VERTEDEROS

PRESENTADO POR:

WILFRAN GONZALEZ

JUAN LOPEZ

FECHA DE REALIZACIÓN

LUNES 21/SEPTIEMBRE/ 2015

HORA: 4:30PM, 6:30 PM

PRESENTADO A:

ING: FEDERICO RIZZO

GRUPO: ED

FECHA DE ENTREGA

LUNES 28/SEPTIEMBRE/ 2015

HORA: 4:30PM, 6:30 PM

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD DE LA COSTA CUC

BARRANQUILLA ATLÁNTICO

1. OBJETIVOS

1.  GENERAL: 

Reconocer los vertederos de cresta delgada como herramientas de medición de caudales para flujos sobre canales abiertos.

1.  ESPECEIFICOS:

Realizar la calibración de dos vertederos de cresta delgada.

Realizar aforos de caudal usando los vertederos propuestos en la clase.

Estimar los coeficientes de descarga y compararlos con los teóricos.

1. BASE TEORICA

Para el estudio en el laboratorio debemos tener claros los conceptos que rigen la experiencia que debemos realizar, en este espacio definiremos los conceptos más relevantes que están relacionados directamente con el tema de vertederos hidráulicos.

Vertedero:

Un vertedero es un muro o una barrera que se interpone al flujo, causando sobre-elevación del nivel de la lámina aguas arriba y disminución aguas abajo.

Los vertederos se emplean bien para controlar ese nivel, es decir, mantener un nivel de aguas hacia  arriba que no exceda un valor límite, o bien para medir el caudal circulante por un canal. Como vertedero de medida, el caudal depende de la altura de la superficie libre del canal aguas arriba, además de depender de la geometría; por ello, un vertedero resulta un medidor sencillo pero efectivo de caudal en canales abiertos. Hacia esta segunda aplicación está enfocada la presente práctica. El vertedero  fue denominado por balloffet como “una abertura o escotadura de contorno abierto “y es la  zona de la estructura que permite poder evacuar las aguas habitualmente o tener el control del nivel del reservorio de agua.

1. Funciones de un vertedero:

2. Las principales funciones de los vertederos son las presentadas a continuación:

• Controlar el nivel del agua en reservorios o depósitos.
• Funcionan como aforadores de caudal.
• Elevar el nivel del agua depositada.
• Derivación de caudales

Ilustración 1: Vertedero de perfil

[pic 1]

Figura 1: Vertedero de perfil

Fuente: elaboración propia

Vertedero Trapezoidal: Este vertedero tiene como característica en su diseño que permite disminuir el efecto que causan las contracciones de un vertedero  rectangular de doble contracción.

Ilustración 2: Vertedero trapezoidal

[pic 2]

Figura 2: Vertedero trapezoidal

Fuente: elaboración propia

Vertedero Rectangular de Doble Contracción: Este tipo de vertedero es uno de los más utilizados por la facilidad que hay para construirlo y es de gran utilidad para la medición de caudales.

Ilustración 3 Vertedero rectangular de doble contracción

[pic 3]

Figura 3: Vertedero rectangular de doble contracción

Fuente: elaboración propia

[pic 4]

Ilustración 1: Vertederos

Fuente: Elaboración propia

1. PROCEDIMIENTO

El paso a paso para nuestra experiencia fue la siguiente:

• Se ubicó el canal de manera horizontal.
• Se midieron las dimensiones del vertedero instalado.
• Se instaló  correctamente el vertedero en él canal.
• Se encendió el sistema de bombeo.
• Se tomó la lectura de la profundidad aguas arriba del vertedero.
• Se modificó el caudal para la toma de más medidas.

Los materiales que utilizamos para la experiencia fueron los siguientes:

• Canaleta
• Banco hidráulico
• Vertedero rectangular de doble contracción
• Vertedero trapezoidal
• Agua
• Cronómetros
• Linnimetro

1. DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO

[pic 5]

Tabla 1: datos recopilados en la experiencia de laboratorio de hidráulica.

FUENTE: Elaboración propia

1. TABLA CÁLCULO CAUDAL VOLUMÉTRICO VERTEDERO TRAPEZOIDAL

[pic 6]

Tabla 2: Datos unidades convertidas calculo de caudales vertedero trapezoidal.  

FUENTE: Elaboración propia

1.  TABLA CALCULO CAUDAL VOLUMÉTRICO VERTEDERO DOBLE CONTRACCIÓN

[pic 7]

Tabla 3: Datos unidades convertidas calculo de caudales vertedero doble contracción.  

FUENTE: Elaboración propia

Con anterioridad. Los datos mostrados en la tabla 2 y  3. Son los datos con unidades convertidas una presentación de los caudales encontrados.

1. CACULOS.

1. AFORO VOLUMETRICO

Para la realización de los cálculos iniciamos con los del aforo volumétrico, para calcular el aforo volumétrico utilizamos la siguiente fórmula:

Ecuación 1

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Nuestro primer paso a seguir al realizar nuestros cálculos es convertir nuestro volumen de litros a metros cúbicos de la siguiente forma:

[pic 9]

[pic 10]

Calculamos para el vertedero trapezoidal nuestro caudal volumétrico aplicando la ecuación (1) para cada uno de nuestros tiempos de la siguiente manera:

Q1 tiempo1=

 [pic 11]

Q1 tiempo2=

[pic 12]

El siguiente paso a realizar es calcular el caudal promedio:

Q1prom= [pic 13]

Realizamos el mismo proceso para todos nuestros volúmenes y nuestros tiempos:

Q2 tiempo1=

[pic 14]

Q2 tiempo2=

[pic 15]

Q2prom= [pic 16]

Q3 tiempo1=

[pic 17]

Q3 tiempo2=

[pic 18]

Q3prom= [pic 19]

Nota: De la misma manera para las el resto de las 9 muestras tomadas realizamos los cálculos de los datos de vertedero trapezoidal y obtuvimos la siguiente tabla 2. (3.2). Con los resultados:

Calculamos para el vertedero de doble contracción nuestro caudal volumétrico aplicando la ecuación (1) para cada uno de nuestros tiempos de la siguiente manera:

Q1 tiempo1=

 [pic 20]

Q1 tiempo2=

[pic 21]

El siguiente paso a realizar es calcular el caudal promedio:

Q1prom= [pic 22]

Realizamos el mismo proceso para todos nuestros volúmenes y nuestros tiempos:

Q2 tiempo1=

[pic 23]

Q2 tiempo2=

[pic 24]

Q2prom= [pic 25]

Q3 tiempo1=

[pic 26]

Q3 tiempo2=

[pic 27]

Q3prom= [pic 28]

Nota: De la misma manera para las el resto de las 7  muestras tomadas realizamos los cálculos de los datos de vertedero de doble contracción  y obtuvimos la siguiente tabla 3. (3.3) Con los resultados:

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