Practic Averted Eros

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Unidad Profesional Culhuacán. Asignatura: Laboratorio de mecánica de fluidos II. Profesor: Ing. Yadira González Pérez Grupo: 6MM1 Practica a realizar: Vertedero Rectangular ALUMNOS: CALIFICACIÓN AVALOS FLORES JULIO CESAR GARCIA FLORES ARMANDO GONZALEZ MARIN JOSHUA GUERRERO VACA ALFREDO RAMIREZ NAVA RODRIGO 1

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECNICA Y ELCTRICAUnidad Profesional Culhuacn.

Asignatura: Laboratorio de mecnica de fluidos II.Profesor:Ing. Yadira Gonzlez Prez Grupo: 6MM1Practica a realizar:Vertedero Rectangular

ALUMNOS: CALIFICACIN

AVALOS FLORES JULIO CESAR

GARCIA FLORES ARMANDO

GONZALEZ MARIN JOSHUA

GUERRERO VACA ALFREDO

RAMIREZ NAVA RODRIGO

Fecha de realizacin: 24 de mayo de 2013Fecha de entrega: 31 de mayo de 2013

INDICEPAGINAI. Objetivos3II. Consideraciones tericas.........3III. Descripcin de los elementos empleados. 5IV. Descripcin de la instalacin.....5V. Mtodo de operacin.6VI. Cuadro de datos..10VII. Procedimiento de clculo....11VIII. Cuadro de resultados....11IX. Grficos......12X. Comentarios Personales.....13XI. Conclusiones...........14XII. Bibliografa .....15

I. Objetivo:Determinar los coeficientes de descarga para los vertederos rectangular y triangular, relacionando la variacin de alturas en funcin del gasto.

II. Consideraciones Tericas:Un vertedero es un dique o pared que intercepta una corriente de un lquido con superficie libre, causando una elevacin del nivel del fluido aguas arriba de la misma. Los vertederos se emplean bien para controlar ese nivel, es decir, mantener un nivel aguas arriba que no exceda un valor lmite, 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, adems de depender de la geometra; por ello, un vertedero resulta un medidor sencillo pero efectivo de caudal en canales abiertos. Hacia esta segunda aplicacin est enfocada la presente prctica.

Al espesor del chorro medido sobre la cresta se le llama carga sobre la cresta y a la diferencia de nivel entre la cresta y la superficie del agua antes del abatimiento se le llama carga del vertedor (h).Se llama cresta, a la pared horizontal de la escotadura en contacto con el lquido y su longitud le llamaremos siempre L.

Los vertedores se clasifican segn su:1.- Forma:a).- Simples: rectangulares, trapezoidales y triangulares.b).- Compuestos: secciones combinadas.2.- Altura relativa del umbral:a).- Vertedores: completos o libres (P > P).b).- vertedores incompletos o ahogados (P < P).3.- Espesor de la pared:a).- Vertedores de pared delgada: placas o madera biselada.b).- Vertedores de pared gruesa (e >0.66 h).e = Espesor de la cresta del vertedor.4.- Longitud de la cresta:a).- Vertedores sin contracciones laterales: (L = B).b).- Vertedores con contracciones laterales (L < B).B = Ancho del canal.

La mayora de los vertedores de aforo son rectangulares, el vertedero sin contraccin lateral de lmina se emplea para grandes gastos y el vertedor con contracciones laterales de lmina se emplea para gastos pequeos.

En vertederos rectangulares la ecuacin para determinar el gasto dependiendo del nmero de contracciones es: Sin contracciones n = 0 Una contraccin n = 1 Dos contracciones n = 2

Ecuacin para el clculo de flujo en un vertedero rectangular.

III. DESCRIPCIN DE LOS INSTRUMENTOS EMPLEADOS:

MATERIAL

2TAPONES

1CRONOMETRO

1MANMETRO DIFERENCIAL

1MEDIDOR DE PROFUNDIDAD

EQUIPO

1PLACA DE VERTEDERO RECTANGULAR

1TINA DE AGUA CON BOMBA

IV. Descripcin de la Instalacin.

En el empleo de un vertedero, como medidor de gasto es conveniente hacer las siguientes consideraciones:

1.- La carga (h) debe ser flexible.2.- La cresta debe ser bien tallada y debe quedar en posicin horizontal.3.- Todo el flujo debe pasar sobre el vertedor.4.- La carga del vertedor h debe ser medida aguas arriba a una distancia comprendida entre 3h y 10h y nunca inferior a 2.5 h.

Al terminar la prctica tapar con una sbana el equipo para protegerlo de la luz solar y o polvo.

V. MTODO DE OPERACIN:1. Seleccione el banco de trabajo con el vertedor a utilizar o ensamble la placa en caso de ser un banco de trabajo con laca desmontable por medio de tornillos.

2. Verifique que las vlvulas estn cerradas completamente.

3. Inicie la operacin de la bomba.4. Verifique que el manmetro diferencial est exento de burbujas de aire, en caso contrario purgarlo por las vlvulas con precaucin, evitando que salga el mercurio.

5. Abra la vlvula de control de flujo y llene el canal aguas arriba del vertedor hasta igualar el nivel con el borde inferior de la muesca de la placa. En este momento, cierre la vlvula de control.

6. Establezca la lectura del medidor de profundidad haciendo coincidir la punta del mismo con el nivel del flujo H una referencia para que haga a partir de ella las mediciones de alturas de nivel (tome las lecturas H de acuerdo al tipo de medidor de profundidad que tenga el banco).

7. Dar el incremento a la vlvula de control indicado en el cuadro de datos.

8. Despus de que el nivel del agua sea constante, tomar la lectura de la carga H en el medidor, o medirla directamente con una regla, considerando que est siempre se medir a partir del borde inferior de la muesca de la placa o la referencia de lectura cero hasta el nivel del agua. Tambin tomar la diferencia de presiones en la placa de orificio con ayuda del manmetro diferencial de mercurio (h).

9. Tomar el tiempo de recoleccin de 4 litros de agua en el tanque de medicin que cuenta con divisiones de 2 litros cada una.

10. Para las lecturas subsecuentes, repita el procedimiento del punto 7 al 9.

VI. Cuadro de DatosVertedor Rectangular, b= 30 (mm)Lectura No.

Diferencia de presin h (cm)H(cm)Vueltas Vlvula V (litros)t(seg)

1.241.530 443.21

2.451.660 444.24

3.751.6590 446.12

Cuadro de Datos II.Gasto en el tanque de medicin (Qm).

El volumen en m3/s

El coeficiente de descarga para el vertedor rectangular se calcula por:

Los coeficientes de descarga promedios se calculan con:

b = 30 (mm)

VII. Procedimiento de clculos

1 litro = 0.001 metros cbicos

Ejemplo de clculo 1

Dnde:Q.- Es el caudalg.- GravedadH.- Es la diferencia de alturas, valor tomado en laboratorio

I. Cuadro de Resultados.

Vertedero Rectangular, b0.030 (m)Lectura No.

Qv(m3/s)h(m)H(m)H3/2(m3/2)2/3(2g)1/2 bH3/2(m3/s)Cd

19.257.24.0151.83711.6274.56879252

29.047.45.0162.02381.7929.50459752

38.673.75.01651.8371.8776.46191698

Cd promedio.5117690067

Cte.= 2/3(2g) 1/2b

II. Grficas.Vertedor Rectangular.

Grafica 1. Caudal o Gasto de Vertedero Rectangular Altura de la cresta H (m)

Grafica 2. Coeficiente de descarga de Vertedero Rectangular Altura de la crestaa H (m)

III. Observaciones y Conclusiones.Como podemos ver en las grficas existe una relacin entre el caudal del vertedero y la altura de cresta que es la que bien pudimos utilizar por una regla que estaba dentro del equipo o una regla, y tambin con respecto a los coeficientes de descarga que se obtuvieron en base a las formulas indicas, para su determinacin, al final corresponde que el caudal aumentado tiene una relacin evidente con sus coeficientes de descarga.El correcto funcionamiento de un vertedero de pared delgada debe garantizar que la lmina de agua vertida est siempre a presin atmosfrica. El vertedero rectangular es un buen elemento de investigacin para medicin del flujo de agua libre de sedimentos. Es fcil de construir, pero su rango de descarga es ms restringido que el de otros tipos. Este tipo de vertederos es utilizado principalmente para el control de niveles en los ros o canales, pero pueden ser tambin calibrados y usados como estructuras de medicin de caudal.Son estructuras fuertes que no son daadas fcilmente y pueden manejar grandes caudales.Otra aplicacin cuando se necesita un sistema de acueducto para aforar caudales pequeos relativamente pequeos y en regulacin o control de flujo en las centrales hidroelctricas, siendo usados para no dejar pasar ms del caudal necesario aguas abajo del rio.

Conclusiones AVALOS FLORES JULIO CESARSe cumpli con el objetivo el cual consista en calcular el caudal del vertedero rectangular, pero este debera de variar conforme se fuera abriendo la vlvula, como as despus tambin nos marca determinaran los coeficientes para vertederos rectangulares, de igual manera variando la abertura de la vlvula. La realizacin de esta prctica es similar a los dems tipos de vertederos que se encuentran dentro del laboratorio, as que su funcionamiento es similar al vertedero rectangular.

GARCIA GUITIERREZ ARMANDO

GONZALEZ MARIN JOSHUA DARIEN En la prctica de vertederos se obtuvieron 3 mediciones en funcin de la apertura de la llave de alimentacin, en estas se tomaron la diferencia de presiones, la altura del caudal y el tiempo en que tarda en llenar un volumen de control. Entonces se deduce que entre ms abierta este la llave menor ser el tiempo de llenado y se tendr una mayor diferencia de presiones, lo cual como pudimos comprobar se obtuvo, en la altura del vertedero no hubo variaciones pero en donde mayor variacin hubo fue en la diferencia de presiones lo cual nos conduce a que entre ms abierta este la llave, la presin de esta tendera a incrementarse en tanto el tiempo tendera a disminuir. GUERRERO VACA ALFREDOEn la prctica de vertederos, aplicando lo ya visto tericamente en clase, comprobamos el funcionamiento de estos, aunque solo trabajamos con el vertedero rectangular, observe que dependiendo la cantidad de agua que sale de la boquilla por unidad de tiempo, o sea el gasto, es ms grande o ms pequea la altura que la columna de agua alcanza en la salida del vertedero, por tanto vimos que cambiaba la velocidad con la que esta viajaba y llenaba el tanque. No pudimos realizar los vertederos angulares pero supongo, que como comprobamos este de manera terica, los dems son similares. RAMIREZ NAVA RODRIGO

IV. Bibliografa.

XII. BIBLIOGRAFIA Vertedero Triangular (2012)Estudio y patronamiento de vertedero [en lnea]Disponible en: http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/2_vertederos.pdf[2013, 05 de Mayo].Acevedo N., J. M. y Acosta A., G. (1976) Mecnica de Los Fluidos E Hidrulica, Vertedores.(3ra. Ed.), Mxico: SchaumSamuel Trueba Coronel (1981) HIDRULICA, Vertederos(12. Impresin) Mxico: ContinentalStreeter, E.B. y Wylie, E.B (1998). Mecnica de los fluidos, Cap. 3,(1era. Ed.), Mxico: McGraw-Hill Apuntes Mecnica de Fluidos II.,(2013).

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