Laboratorio de Hidraulica Vertedero Rectangular 2014

LABORATORIO DE HIDRAULICA PRACTICA Nº 2 VERTEDERO RECTANGULAR

PRESENTADO POR: MARIA DEL ROSARIO COTES YASSIR DOMINGUEZ IVAN HERRERA LUIS MARTINEZ

PRESENTADO A: ING. GUSTAVO CAMARGO

UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERA CIVIL

BARRANQUILLA 2014

TABLA DE CONTENIDO 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Introducción Objetivos Marco teórico Procedimiento Cálculos y resultados Conclusiones y análisis

1. INTRODUCCION

Generalmente existen dos tipos de vertederos: los de pared delgada y gruesa. Los vertederos, construidos con una hoja de metal u otro material, que permitan que el chorro o manto salgan libremente reciben el nombre de vertederos de pared delgada y se usan básicamente para determinar el caudal en cualquier momento en una corriente pequeña. Los vertederos de pared gruesa se usan principalmente para control de excedencias, y su evacuación puede ser libre o controlada. Dentro los vertederos de pared delgada más utilizados se encuentran: rectangular, triangular y trapezoidal. En el presente informe trataremos sobre los vertederos de pared delgada rectangulares.

2. OBJETIVOS

Objetivo general: 

Identificar los tipos de los vertederos

Objetivos específicos: 

Comprender los tipos de vertederos de pared delgada y gruesa



Cuál es la función de un vertedero



Comparar el método practico y algebraico

3. MARCO TEORICO 

Vertedero rectangular:

Un vertedero es una placa cortada de forma regular a través de la cual fluye el agua. Son utilizados, intensiva y satisfactoriamente, en la medición del caudal de pequeños cursos de agua y conductos libres, así como en el control del flujo en galerías y canales, razón por la cual su estudio es de gran importancia. Los vertederos son diques o paredes que se oponen al flujo y que poseen una escotadura con una forma geométrica regular por la cual pasa el flujo. En general hay dos tipos de vertederos, los de pared delgada y gruesa. Los vertederos de pared delgada se usan básicamente para determinar el caudal en cualquier momento en una corriente pequeña. Los vertederos de pared gruesa se usan principalmente para control de excedencias, y su evacuación puede ser libre o controlada. Los vertederos que ahora interesan son los de pared delgada y dentro de estos los más utilizados son: rectangular, triangular y trapezoidal, en este caso se tratará el rectangular.

Para modelar los vertederos se deben tener en consideración los siguientes aspectos:    

Flujo uniforme antes del vertedero, esto supone la superficie del fluido paralela al fondo del canal. Se cumple la ley de presiones hidrostáticas. Los efectos de la viscosidad y la tensión superficial se consideran despreciables. El correcto funcionamiento de un vertedero de pared delgada debe garantizar que la lámina de agua vertida esté siempre a presión atmosférica.

Los vertederos son estructuras que tienen aplicación muy extendida en todo tipo de sistemas hidráulicos y expresan una condición especial de movimiento no uniforme en un tramo con notoria diferencia de nivel. Normalmente desempeñan funciones de seguridad y control. Vertedero de pared delgada: Los vertederos de pared delgada son estructuras que represan el flujo para provocar su descarga por encima de las mismas, dando lugar a una lámina vertiente sobre el cuerpo del vertedero con líneas de flujo fuertemente curvadas. Estas estructuras se denominan de cresta o pared delgada porque la misma tiene un espesor menor o igual a 2 mm, en muchos casos este espesor se consigue biselando (afilando) los lados de la ventana del vertedero. Vertedero de pared delgada rectangular: Los vertederos rectangulares de pared delgada se caracterizan porque la forma de la ventana creada para el vertido del flujo es rectangular, existen tres tipos:   

Vertedero de contracción completa Vertedero sin contracción lateral Vertedero de contracción parcial

En general, los tres tipos de vertederos deben ser empleados en canales rectangulares. Sin embargo, el vertedero rectangular de contracción completa puede ser empleado independientemente de la forma del canal, siempre que la velocidad del flujo de aproximación sea despreciable, por esta razón es el más ampliamente utilizado. La fórmula fundamental de caudal vertido en vertederos de sección rectangular, sin contracción, también conocido como vertedero de Bazin, es:

Donde:  

Q = caudal en m3/s

= es un coeficiente indicador de las condiciones de escurrimiento del agua sobre el vertedero  L = longitud de la solera del vertedero en m  h = altura de la lámina vertiente sobre la cresta en m

g = aceleración de la gravedad, en m/s2  V0 = velocidad de llegada de la corriente inmediatamente aguas arriba del vertedero, en m/s 

4. PROCEDIMIENTO a) Coloque el canal en posición horizontal. b) Mida las dimensiones del vertedero instalado, el ancho de la cresta delgada para el vertedero rectangular. c) Instale el vertedero sobre el canal, asegurándose que no se presenten filtraciones de flujo por debajo de éste. Es decir garantice que todo el caudal pase por la abertura del vertedero.

5. CALCULOS Y RESULTADOS

Datos Tomados Del Ensayo L = 3,3cm H = 2,4cm B = 7,7cm n = 2 contracciones V = 5Litros

Tiempo #1 = 13.52seg Tiempo #2 = 13.24seg Tiempo #3 = 12.58seg Tiempo #4 = 11.59seg Tiempo #5 = 12.31seg

Calculo Del Caudal Con El Método Del Banco Hidráulico Q= Q1 =

Litros/seg

Q2 =

Litros/seg

Q3 =

Litros/seg

Q4 =

Litros/seg

Q5 =

Litros/seg

QR = ∑

/5

QR = 0.39 Litros/seg QR =0.00039m3/seg

Cálculos Según La Fórmula Del Vertedero Rectangular (

)

Reemplazando Los Datos Obtenidos En El Ensayo (

)

3

/seg



Comparación del método algebraico y el método practico:

Por la ecuación se tiene que: Q =0.000143m3/seg Por el método práctico se tiene que: QR =0.00039m3/seg Se obtuvieron resultados diferentes, lo que nos describe un margen de error en la práctica de la toma de tiempo para los cinco litros. La diferencia entre los caudales calculados es considerablemente pequeña: ∆Q = QR – Q ∆Q = 0.00039 – 0.000143 ∆Q = 0.000247m3/seg ∆Q = 0.247 Litros/Segundos

6. CONCLUSIONES Y ANALISIS

Como podemos ver en este trabajo la gran importancia de los vertederos en la parte hidráulica son necesarios para poder medir caudales pequeños y permitir el rebose del líquido contenido como en las presas estos vertederos son de gran importancia en la parte de plantas de tratamientos. Donde podemos ver que la ecuación de Bazin nos da un resultado más fiable que por el método práctico la diferencia no es mucha pero a la hora de la práctica es mejor tener el resultado más confiable para cuando uno esté en el momento de diseñar uno pueda asegurarse de cuanto es caudal verdadero.