informe de vertederos-hidraulica

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Universidad Tecnologica de Bolivar Facultad de Ingeniería Hidráulica de canales – Laboratorio No. 5 1P - 2015 Informe Vertederos Hidráulicos Kevin Canchila Barrios, T00030811 Grupo 00 Profesor Oscar Coronado Hernández 17 de mayo de 2015 1

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informe de laboratorio de vertederos

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  • Universidad Tecnologica de BolivarFacultad de Ingeniera

    Hidrulica de canales Laboratorio No. 51P - 2015

    Informe

    Vertederos Hidrulicos

    Kevin Canchila Barrios, T00030811Grupo 00

    ProfesorOscar Coronado Hernndez

    17 de mayo de 2015

    1

  • Hidrulica - Vertederos hidrulicos Laboratorio

    ndice1. Introduccin 4

    2. Objetivos 52.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2. Objetivos especficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

    3. Marco terico 63.1. Clasificacin del flujo en canales abiertos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    3.1.1. Flujo estable varado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.1.2. Flujo inestable varado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    3.2. Vertederos hidrulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2.1. Funciones de un vertedero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2.2. Vertederos de pared delgada (Sharp crested weirs) . . . . . . . . . . . . . . . 8

    3.3. Clasificacin de los vertedreros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.3.1. Segn su forma geomtrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.3.2. Segun el espesor de la pared . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

    4. Procedimiento 15

    5. Diseo y montaje 165.1. Vertedero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165.2. Secciones en el canal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

    6. Clculos 176.1. Seccin rectangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176.2. Seccin triangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196.3. Diferencia entre los caudales del vertedero rectangular y triangular . . . . . . . . . . . 21

    7. Conclusiones 22

    8. Referencias 22

    Facultad de Ingeniera 2 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

  • Hidrulica - Vertederos hidrulicos Laboratorio

    ndice de figuras1. Condiciones que ocasionan flujo varado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62. Vertedero de cresta delgada sin contracciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83. Vertedero rectangular con y sin contracciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104. Vertedero triangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125. Vertedero trapezoidal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136. Vertedero circular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147. Valores caractersticos de para vertederos circulares utilizados en la ecuacin 17.

    Sotelo (1982). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148. Esquema del canal y vertedero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169. Seccin transversal rectangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1610. Seccin transversal rectangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1711. Grfica del vertedero rectangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1812. Grfica del vertedero triangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

    ndice de tablas1. Resultados con el vertedero rectangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182. Resultados con el vertedero triangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

    Facultad de Ingeniera 3 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

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    1. IntroduccinLos vertederos en la ingeniera cumplen diversas funciones, dentro de las cuales se destacan:

    control de niveles de agua y medicin de caudales. En esta prctica se realizarn mediciones en elcanal de laboratorio considerando diferentes tipos de vertederos, con el propsito de realizar unacorrecta medicin de los caudales.

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    2. Objetivos

    2.1. Objetivo general

    Analizar el comportamiento del flujo sobre diferentes vertederos.

    2.2. Objetivos especficos

    Observar el comportamiento del flujo sobre un vertedero rectangular, triangular y trapezoidal.

    Realizar mediciones de los parmetros que intervienen en el clculo del caudal.

    Calcular el caudal sobre los vertederos, aplicando las ecuaciones caractersticas de stos.

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    3. Marco terico

    3.1. Clasificacin del flujo en canales abiertos.

    3.1.1. Flujo estable varado

    El flujo estable variado ocurre cuando la descarga permanece constante, pero la profundidad delfluido varia a lo largo de la seccin de inters. Esto sucede si el canal no es prismtico.

    3.1.2. Flujo inestable varado

    El flujo inestable variado tiene lugar cuando la descarga cambia con el tiempo, lo que originamodificaciones en la profundidad del fluido a lo largo de la seccin de inters, sea el canal prismticoo no.

    A su vez, el flujo variado se clasifica en flujo que vara con rapidez o flujo que vara en formagradual. Como su nombre lo dice, la diferencia estriba en la tasa de cambio de la profundidad segnel lugar del canal. La figura 2 ilustra una serie de condiciones en que ocurre un flujo variado. Elanlisis siguiente describe el flujo en las distintas partes de esta figura.|Ref. 1|

    Figura 1: Condiciones que ocasionan flujo varado

    Seccin 1: El flujo comienza en un depsito donde el fluido se encuentra prcticamente enreposo. La compuerta de esclusa es un dispositivo que permite que el fluido fluya del depsitopor un punto bajo la superficie. La variacin rpida del flujo ocurre cerca de la compuertaconforme el fluido acelera, con lo que es probable que su velocidad llegue a ser muy grande enesa zona.

    Seccin 2: Si el canal, aguas abajo de la compuerta de esclusa, es relativamente corto y si suseccin transversal no vara mucho, entonces ocurre un flujo variado en f0mi! gradual. Si elcanal es prismtico y con longitud suficiente, entonces se desarrolla un flujo uniforme.

    Seccin 3: La formacin de un salto hidrulico es un fenmeno curioso del flujo en canalesabiertos. El flujo antes del salto es muy rpido y de poca profundidad relativa. En el salto, elflujo se vuelve muy turbulento y se disipa una gran cantidad de energa. Despus del salto, la

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    velocidad del flujo es mucho menor y la profundidad es mayor. Ms adelante se abundara enel salto hidrulico.

    Seccin 4: Un vertedor es una obstruccin que se coloca ante la corriente y que ocasiona uncambio brusco en la seccin transversal del canal. Los vertedores se usan como dispositivos decontrol o para medir el flujo volumtrico. Es comn que el flujo vari con rapidez cuando pasasobre el vertedor, y forme una cascada (llamada napa) aguas abajo de este.

    Seccin 5: Igual que en la seccin 2, si el canal es prismtico el flujo aguas abajo del vertedorvaria en forma gradual, por lo general.

    Seccin 6: Una cada hidrulica ocurre cuando la pendiente del canal se incrementa en formarepentina con un ngulo empinado. El flujo acelera por accin de la gravedad y entonces se dala variacin rpida.

    3.2. Vertederos hidrulicos

    Los vertederos son estructuras que tienen aplicacin muy extendida en todo tipo de sistemashidrulicos y expresan una condicin especial de movimiento no uniforme en un tramo con notoriadiferencia de nivel. Normalmente desempean funciones de seguridad y control.|Ref. 2|

    Se llama vertedero a la estructura hidrulica sobre la cual se efecta una descarga a superficie li-bre. El vertedero puede tener diversas formas segn las finalidades a las que se destine. Si la descargase efecta sobre una placa con perfil de cualquier forma pero de arista aguda, el vertedero se llama depared delgada; cuando la descarga se realiza sobre una superficie, el vertedero se denomina de paredgruesa. Ambos tipos pueden utilizarse como dispositivos de aforo en el laboratorio o en canales depequeas dimensiones. El vertedero de pared gruesa se emplea adems como obra de control o deexcedencias en una presa y como aforador en grandes canales.|2|

    3.2.1. Funciones de un vertedero

    Un vertedero puede tener las siguientes funciones:

    Lograr que el nivel de agua en una obra de toma alcance el nivel de requerido para el funcio-namiento de la obra de conduccin.

    Mantener un nivel casi constante aguas arriba de una obra de toma, permitiendo que el flujosobre el coronamiento del vertedero se desarrolle con una lmina lquida de espesor limitado.

    En una obra de toma, el vertedero se constituye en el rgano de seguridad de mayor importancia,evacuando las aguas en exceso generadas durante los eventos de mximas crecidas.

    Permitir el control del flujo en estructuras de cada, disipadores de energa, transiciones, es-tructuras de entrada y salida en alcantarillas de carreteras, sistemas de alcantarillado, etc.

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    3.2.2. Vertederos de pared delgada (Sharp crested weirs)

    La utilizacin de vertederos de pared delgada est limitada generalmente a laboratorios, canalespequeos y corrientes que no lleven escombros y sedimentos. Los tipos ms comunes son el vertederorectangular y el triangular. La cara de aguas arriba debe ser instalada verticalmente y el borde dela placa debe estar cuidadosamente conformado. La estructura delgada est propensa a deteriorarsey con el tiempo la calibracin puede ser afectada por la erosin de la cresta. El vertedero triangulares preferido cuando las descargas son pequeas, porque la seccin transversal de la lmina vertientemuestra de manera notoria la variacin en altura. La relacin entre la descarga y la altura sobrela cresta del vertedero, puede obtenerse matemticamente haciendo las siguientes suposiciones delcomportamiento del flujo:

    1. Aguas arriba del vertedero el flujo es uniforme y la presin vara con la profundidad de acuerdocon la hidrosttica.

    2. La superficie libre permanece horizontal hasta el plano del vertedero y todas las partculas quepasan sobre el vertedero se mueven horizontalmente (en realidad la superficie libre cae cuandose aproxima al vertedero).

    3. La presin a travs de la lmina de lquido o napa que pasa sobre la cresta del vertedero es laatmosfrica.

    4. Los efectos de la viscosidad y de la tensin superficial son despreciables.

    3.3. Clasificacin de los vertedreros

    Los vertederos se claseifican segn su forma geomtrica y segn el ancho de la cresta, en esteinforme solo presentaremos la clasificacin segn su forma geomtrica

    3.3.1. Segn su forma geomtrica

    1. Vertederos rectangulares.

    De pared delgada sin contracciones

    Figura 2: Vertedero de cresta delgada sin contracciones

    Aplicando la ecuacin de energa entre los puntos 1 y 2, se obtiene una expresin para elcaudal.

    QT =2

    3

    2gL

    [H +

    V 2

    2g

    ]3/2(1)

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    Donde:QT : caudal tericoP : altura del vertederoH : carga hidrulica sobre la cresta.V : velocidad de llegada al vertedor.g : aceleracin debida a la fuerza de la gravedad.

    La ecuacin 1 no considera las prdidas por friccin en el tramo, ni los efectos de tensinsuperficial, por lo tanto el caudal real es menor que el caudal terico, por tal razn seintroduce un coeficiente que permita incluir estas consideraciones, como se indica en laecuacin 2

    QT =2

    3

    2gCdL

    [H +

    V 2

    2g

    ]3/2(2)

    La determinacin del coeficiente de descarga Cd ha sido objeto desde el siglo XIX de nu-merosos estudios experimentales. En general, el coeficiente de descarga Cd de un vertederode pende de carios factores: carga H, naturaleza de los bordes, altura del umbral, propie-dades del fluido, etc.

    Las diversas investigaciones experimentales para determinar el coeficiente de descarga sehan desarrollado para diferentes condiciones. Cada investigacin tienes, en consecuencia,un campo de aplicacin- si nos salimos de el no hay seguridad en los resultados.

    La aproximacin de cada frmula es bastante buena, siempre que se aplique dentro de loslmites fijados.

    Vertedores de pared delgada con contracciones:En la Figura 3 se presenta un esquema con las diferentes posibilidades de un vertederorectangular, con o sin contracciones. Para esta situacin, la longitud efectiva del vertederoes L.

    Q =2

    3

    2gCdL

    H3/2 (3)

    El efecto de la contraccin se tiene en cuenta restando a la longitud total de la cresta delvertedero L, el nmero de contracciones multiplicada por 0,1H.

    L = L nH10

    (4)

    L : longitud contrada de la lmina de agua en el vertedero.L : longitud del vertedero.n : nmero de contracciones laterales.

    Reemplazando la ecuacin 4 en 3, se obtiene:

    Q =2

    3

    2gCd

    (L nH

    10

    )H3/2 (5)

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    Figura 3: Vertedero rectangular con y sin contracciones

    Frmulas de Francis

    James B. Francis realiz ms de 80 experimentos, entre 1848 y 1852, en vertederos rectangu-lares en pared delgada con el objetivo de encontrar una expresin para el coeficiente de descarga.

    La mayor parte de las experiencias las hizo con un vertedero de 10ft (3.05m). En lo que respectaa la carga, esta estuvo comprendida entre 0.18 m y 0.50 m, que constituyen los lmites deaplicacin de la formula. Se recomienda que la altura del umbral P este comprendida entre 0.60m y 150 m. se recomienda tambin que la relacin L/H sea mayor que 3. La frmula de Francisconsidera la velocidad de aproximacin V0 y la posibilidad de contracciones laterales.

    Q =2

    3

    2g0,622

    (L nH

    10

    )[(H +

    V 202g

    ) 32

    (V 202g

    ) 32

    ](6)

    En el sistema mtrico se considera

    2

    3

    2g0,622 = 1,836 1,84 (7)

    El coeficiente 0.622 es adimensional, en cambio el coeficiente 1.84 es dimensional.

    En el sistema mtrico la frmula de Francis queda:

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    Q = 1,84

    (L nH

    10

    )[(H +

    V 202g

    ) 32

    (V 202g

    ) 32

    ](8)

    En la que el caudal est en m3/s, la longitud del vertedero L en metros, la carga H en metros,la velocidad de aproximacin enm/s y se designa a n como el numero de contracciones (0, 1, 2).

    Si se considera que la velocidad de aproximacin es muy pequea y que puede despreciarse,entonces V0 = 0 y la frmula de Francis queda as:

    Q = 1,84

    (L nH

    10

    )H3/2 (9)

    Frmulas Bazin, ampliada por Hgly

    En 1886 Bazin luego de una larga serie de cuidadosos experimentos estableci una frmula paracalcular la descarga en vertederos rectangulares sin contracciones. En 1921 Hgly public, apartir de las investigaciones de Bazin, una nueva frmula para el clculo de la descarga de unvertedero rectangular en pared delgada con o sin contracciones.

    La frmula de Bazin-Hgly, se aplica a vertederos con cargas H comprendidas entre 0.1 my 0.6m, cuyas longitudes estn entre 0.50 m y 2.00 m y en los que la altura del umbral seencuentra entre 0.20 m y 2.00 m.

    Q =2

    3

    2gCdLH

    3/2 (10)

    Donde el coeficiente de descarga Cd es:

    Cd =

    [0,6075 0,045B L

    B+

    0,0045

    H

    ][1 + 0,55

    (L

    B

    )2(H

    H + P

    )2](11)

    Donde B es el ancho del canal.

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    2. Vertederos triangulares

    Figura 4: Vertedero triangular

    Cuando los caudales son pequeos es conveniente aforar usando vertederos en forma de Vpuesto que para pequeas variaciones de caudal la variacin en la lectura de la carga hidrulicaH es ms representativa.

    Q =8

    15Cd2g

    [tan

    2

    ] [H +

    V 2

    2g

    ]5/2(12)

    Si = 90, entonces Q = 1, 4H5/2, en sistema M.K.S

    La necesidad del coeficiente de descarga Cd se justifica porque en la deduccin de la frmulano se toma en cuenta la contraccin de la napa y otros efectos que si estn presentes en el flujoreal.

    Si la velocidad de aproximacin es muy pequea entonces:

    Q =8

    15

    2gCd

    (tan

    2

    )H5/2 (13)

    La ecuacin que ser utilizada en este trabajo para un vertedero triangular se presenta acontinuacin:

    Q = CdH5/2 (14)

    Donde:Cd : Coeficiente de descarga que depende de las caractersticas del vertedero triangular.Q : Caudal que fluye a travs del vertedero, en m3/s.

    3. Vertedores trapezoidales

    Este vertedero ha sido diseado con el fin de disminuir el efecto de las contracciones que sepresentan en un vertedero rectangular contrado.

    Facultad de Ingeniera 12 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

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    Figura 5: Vertedero trapezoidal

    Q =2

    3Cdl2gLH3/2 + Cd2

    2gH5/2 tan (15)

    Donde:Cdl : coeficiente de descarga para el vertedero rectangular con contracciones.Cd2 : coeficiente de descarga para el vertedero triangular.L : Longitud de la cresta : ngulo de inclinacin de los lados respecto a la vertical.m : inclinacin lateral.

    La ecuacin anterior puede transformarse as:

    Q =2

    3

    2g[Cdl +

    4H

    5LCd2 tan ]LH

    3/2 (16)

    Cuando la inclinacin de los taludes laterales es de 4V:1H, el vertedero recibe el nombre deCipolleti en honor a su inventor. La geometra de este vertedero ha sido obtenida de maneraque las ampliaciones laterales compensen el caudal disminuido por las contracciones de unvertedero rectangular con iguales longitud de cresta y carga de agua.

    Sotelo (1982) afirma que el trmino entre parntesis de la ecuacin 15 es de 0,63 lo que conducea la siguiente ecuacin de patronamiento, en sistema M.K.S:

    Q = 1, 861LH3/2 (17)

    Esta ecuacin es vlida si 0.08m H 0.60m, a 2H; L = 3H y P = 3H.4. Vertedero circular

    Facultad de Ingeniera 13 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

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    Figura 6: Vertedero circular

    Q =

    [0, 555 +

    D

    110H+ 0, 041

    H

    D

    ]D5/2 (18)

    Donde:H : carga hidrulica o altura de carga, expresada en decmetros.D : dimetro [decmetros].Q : caudal [lt/s]. : depende de la relacin H/D dada por la Tabla de la figura 8La ecuacin 17 es vlida si 0.20m D 0.30m; 0.075

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    4. ProcedimientoEl procedimiento a ralizar es el siguiente:

    Encender la bomba que suministra el caudal del canal rectangular de laboratorio.

    Para un caudal dado, esperar a que el flujo se estabilice.

    Determinar las dimensiones para el vertedero rectangular.

    Medir la profundidad de flujo sobre el vertedero rectangular.

    Variar el caudal y repetir el procedimiento para el vertedero rectangular.

    Repetir el procedimiento anterior para el vertedero triangular.

    Facultad de Ingeniera 15 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

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    5. Diseo y montaje

    5.1. Vertedero

    El vertedor utilizado corresponde a una forma rectangular con paredes laterales de vidrio delgadoy transparente, que permiten observar el nivel del agua. En la siguiente figura se muestra el esquemadel vertedor o canal:

    Figura 8: Esquema del canal y vertedero

    5.2. Secciones en el canal

    Con el fin de relacionar los flujos y caudales en un canal se tuvieron en cuenta las siguientessecciones en la elaboracin de la practica:

    1. Seccin rectangular

    Figura 9: Seccin transversal rectangular

    Facultad de Ingeniera 16 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

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    2. Seccin triangular

    Figura 10: Seccin transversal rectangular

    6. Clculos

    6.1. Seccin rectangular

    Q = 1,84

    (L nH

    10

    )H3/2

    Caudal 1

    L = 6 cm = 0.06 mn = 2Distancia del nivel de referencia al fondo = 176 mmDistancia a la cresta = 53 mmAltura de paramento P = 176 mm - 53 mm = 123 mmDistancia a la superficie del agua = 36 mmy = 176 mm - 36 mm = 140 mmCarga hidrulica H = y - P = 140 mm - 123 mm = 17 mmCaudal terico:

    Q = 1,838

    (0,06 m 2(0,017 m)

    10

    )(0,017 m)3/2

    Q = 0,000231 m3/s = 0,231 L/s

    Caudal real tomado en laboratorio es igual a: Q = 3L/10,6s = 0,28 L/s

    Facultad de Ingeniera 17 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

  • Hidrulica - Vertederos hidrulicos Laboratorio

    Caudal 2

    L = 6 cm = 0.06 m Distancia del nivel de referencia al fondo = 176 mmDistancia a la cresta = 53 mmAltura de paramento P = 176 mm - 53 mm = 123 mmDistancia a la superficie del agua = 24 mmy = 176 mm - 24 mm = 152 mmCarga hidrulica H = y - P = 152 mm - 123 mm = 29 mmCaudal terico:

    Q = 1,838

    (0,06 m 2(0,029 m)

    10

    )(0,029 m)3/2

    Q = 0,000493 m3/s = 0,493 L/s

    Caudal real tomado en laboratorio es igual a: Q = 3L/5,03s = 0,596 L/s

    Tabla 1: Resultados con el vertedero rectangular

    Vertedero rectangularQreal L (m) h. fondo h. cresta P (mm) h. napa y (mm) H (m) Qteori(L/s) (mm) (mm) (mm) (L/s)0.28 0.6 176 53 123 36 140 0.017 0.2440.596 0.6 176 53 123 24 152 0.029 0.5440.727 0.6 176 53 123 19 157 0.034 0.691

    Figura 11: Grfica del vertedero rectangular

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    6.2. Seccin triangular

    Q = CdH5/2

    Caudal 1

    L = 12.9 cm = 0.129 mDistancia del nivel de referencia al fondo = 176 mmDistancia a la cresta = 60 mmAltura de paramento P = 176 mm - 60 mm = 116 mmDistancia a la superficie del agua = 24 mmy = 176 mm - 24 mm = 152 mmCarga hidrulica H = y - P = 152 mm - 116 mm = 36 mm

    Clculo del ngulo

    tan

    2=

    12,9/2

    5,6

    = 2 tan1(6,45

    5,6

    ) = 98,06 Cd = 0,6

    Caudal terico:Q = (0,6)(0,036 m)5/2

    Q = 0,000148 m3/s = 0,14 L/s

    Caudal ral tomado en laboratorio:

    Q = 2L/7,04s = 0,28 L/s

    Caudal 2

    L = 12.9 cm = 0.129 mDistancia del nivel de referencia al fondo = 176 mmDistancia a la cresta = 60 mmAltura de paramento P = 176 mm - 60 mm = 116 mmDistancia a la superficie del agua = 41 mmy = 176 mm - 41 mm = 135 mmCarga hidrulica H = y - P = 135 mm - 116 mm = 19 mm

    = 98,06 Cd = 0,6

    Facultad de Ingeniera 19 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

  • Hidrulica - Vertederos hidrulicos Laboratorio

    Caudal terico:Q = (0,6)(0,019 m)5/2

    Q = 0,03 L/s

    Caudal ral tomado en laboratorio:

    Q = 1L/13,30s = 0,075 L/s

    Tabla 2: Resultados con el vertedero triangular

    Vertedero rectangularDimensiones de la abertura Datos ms clculosAlto Ancho Cd Qr fondo cresta P napa y H Qt(cm) (cm) Grados (L/s) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (m) (L/s)5.6 12.9 98.6 0.6 0.147 176 60 116 24 152 0.036 0.2855.6 12.9 98.6 0.6 0.029 176 60 116 41 135 0.019 0.075

    Figura 12: Grfica del vertedero triangular

    Facultad de Ingeniera 20 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

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    6.3. Diferencia entre los caudales del vertedero rectangular y triangular

    Al aplicar aproximadamente un mismo caudal tanto en el vertedero rectangular como el vertederotriangular se observaron algunas diferencias: En primer lugar las alturas de la cresta de la napa deagua varan para las dos situaciones, lo que genera una diferencia al momento de calcular el caudal.Con esto sabemos que al aplicar un mismo caudal en estas dos secciones la altura de la cresta en unvertedero triangular ser siempre mayor que en un vertedero rectangular.

    Si nos fijamos en las tablas (1 y 2), podemos notar las variaciones que se presentan al aplicar uncaudal casi de igual magnitud en los dos tipos de vertederos ensayados, a continuacin se muestranestas variaciones:

    Para el caudal terico y un caudal real aplicado en ambos casos de 0,28(L/s), la diferencia es:

    Caudal terico rectangular = 0,244 (L/s)

    Caudal terico triangular = 0,147 (L/s)

    La diferencia entre estos dos caudales es de:

    0,244 0,147 = 0,097 L/s

    Facultad de Ingeniera 21 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

  • Hidrulica - Vertederos hidrulicos Laboratorio

    7. ConclusionesAl realizar esta prctica de laboratorio y con base en los objetivos planteados podemos concluir

    que:

    Se observ detalladamente el comportamiento de un flujo en canales abiertos (en laboratorio),analizando el caudal que se produce, al colocarle obstrucciones con diferentes propiedadesgeometras en su seccin transversal, con las cuales se permite el paso de un porcentaje delflujo de agua; haciendo posible, de esta manera calcular dicho caudal, basndonos en principiosque rigen los canales abiertos y vertederos.

    Con este tipo de prcticas de laboratorio, se podran desarrollar anlisis e investigaciones amayor escala que comprenderan el estudio de canales en alguna poblacin. Y esto mostrarael grado de afectacin a esa poblacin adems de las posibles obras hidrulicas que se puedenllevar acabo.

    Al realizar la prctica de laboratorio pudimos observar cmo trabajan los diferentes tiposde vertederos, observamos que el vertedero ms sencillo para su construccin y manejo es elvertedero rectangular.

    Al realizar los clculos necesarios de la practica pudimos ver que la formula ms sencilla yms rpida de utilizar es la del vertedero rectangular, ya que, solo necesitamos dos datos en laprctica, para hallar el valor del caudal que se quiere estudiar.

    8. Referencias1. Apuntes, 2012, universidad del caucahttp : //artemisa.unicauca.edu.co/ hdulica/2vertederos.pdf .

    2. Mecanica de fluidos, sexta edicion; Robert L. Mott,

    3. Arturo Rocha, documento pdf, Hidrulica de tuberias y canales.

    Facultad de Ingeniera 22 de 22 Universidad Tecnologica de Bolvar

    PortadaIntroduccinObjetivosObjetivo generalObjetivos especficos

    Marco tericoClasificacin del flujo en canales abiertos.Flujo estable varadoFlujo inestable varado

    Vertederos hidrulicosFunciones de un vertederoVertederos de pared delgada (Sharp crested weirs)

    Clasificacin de los vertedrerosSegn su forma geomtricaSegun el espesor de la pared

    ProcedimientoDiseo y montajeVertederoSecciones en el canal

    ClculosSeccin rectangularSeccin triangularDiferencia entre los caudales del vertedero rectangular y triangular

    ConclusionesReferencias