Practica #3 Lab. de HIDRAULICA II

PRÁCTICA # 3 HIDRAULICA II Y LABORATORIO

ESTUDIANTE: Gómez Guillén Cristian Marvin CARRERA: Ingeniería Civil DOCENTE: Ing. Hugo Gómez Condori AUXILIAR: Univ. Wilson Calderón Checa FECHA DE PRESENTACION: P/18/09/2020 GESTIÓN: 2020 POTOSI-BOLIVIA

UNIV: GOMEZ GUILLEN CRISTIAN MARVIN

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GRUPO Nº 4

VERTEDEROS DE PARED DELGADA 1. INTRODUCCION La medición del caudal de las corrientes naturales nunca puede ser exacta debido a que el canal suele ser irregular y por lo tanto es irregular la relación entre nivel y caudal. Los canales de corrientes naturales están también sometidos a cambios debidos a erosión o depósitos. Se pueden obtener cálculos más confiables cuando el caudal pasa a través de una sección donde esos problemas se han limitado. Los vertederos pueden ser definidos como simples aberturas, sobre los cuales un líquido fluye. El término se aplica también a obstáculos en el paso de la corriente y a las excedencias de los embalses, ver figura 2. Los vertederos son por así decirlo orificios sin el borde superior y ofrecen las siguientes ventajas en la medición del agua: -

Se logra con ellos precisión en los aforos

-

La construcción de la estructura es sencilla

-

No son obstruidos por materiales que flotan en el agua

-

La duración del dispositivo es relativamente larga

Los vertederos 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.

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Terminología Relativa a los vertederos A continuación, se definen los términos comúnmente utilizados en la descripción de los flujos a través de vertederos. La Figura siguiente ilustra dichos términos.

El chorro descargado a través de la escotadura del vertedero, modelado por la cresta, forma una hoja llamada napa o lámina vertiente. Como se verá posteriormente, el caudal, Q, descargado a través de un vertedero, se puede expresar en función exclusiva de la carga del vertedero, h; es decir, Q = f(h). Clasificación de los Vertederos. Según el espesor de la pared: -

Vertederos de pared delgada (e / h < 0.67 ).

-

Vertederos de pared gruesa o de cresta ancha (e / h ≥ 0.67 ).

Según su forma geométrica:

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VERTEDEROS DE PARED DELGADA.- En la figura se muestra la descarga a través de un vertedero de cualquier forma geométrica, aplicando la ecuación de Bernoulli entre los puntos 1 y 2 mostrados se tiene:

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V1 ≈0 Dado que la velocidad en el punto 1 es pequeña al acercarse al vertedero y al elevarla al cuadrado en la ecuación, se obtiene una cantidad aún más pequeña.

Donde V2 es la componente vertical de la velocidad de una partícula en tiro parabólico.

El caudal teórico, a través de un elemento diferencial de área de espesor dy mostrado en la figura 8, es de la forma:

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Tomando en cuenta la contracción lateral y la tensión superficial el caudal teórico se reduce en cierta medida, por lo que se estima un coeficiente de descarga Cd para así obtener el caudal real.

VERTEDERO RECTANGULAR

El vertedero rectangular es uno de los más sencillos para construir y por este motivo es uno de los más utilizados. Es un vertedero con una sección de caudal en forma de rectángulo con paredes delgadas, de metal, madera o algún polímero resistente, con una cresta biselada o cortada en declive, a fin de obtener una arista delgada. La precisión de la lectura que ofrece está determinada por su nivel de error que oscila entre un 3 y 5 %. La ecuación más utilizada, según De Azevedo y Acosta en el Manual de Hidráulica, es la de Francis:

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2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL.- Conocer el funcionamiento hidráulico de diferentes tipos de vertederos para conocer su comportamiento como dispositivos de aforo en canales de pequeñas dimensiones. 2.2 OBJETIVO ESPECIFICO 

Realizar la calibración de diferentes tipos de vertederos en el canal de experimentación



Observar el comportamiento del agua en interacción con los vertedores de pared delgada.



Verificar mediante mediciones la validez de las ecuaciones ya comprobadas para los vertederos utilizados.



Graficar los datos de curva de descarga Q vs H y datos ajustados.



Hallar el coeficiente de descarga teórico



Comparar y analizar resultados

3. FUNDAMENTO TEORICO. 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. Principio y Funcionamiento. En los vertederos de pared delgada el concepto de flujo crítico no es aplicable (Bos, 1989). La derivación de la relación entre el caudal y la altura de carga se basa en el principio de Torricelli (sqrt gH v2=), la cual puede ser expresada de manera general como sigue:

El valor de “u” puede variar de 1.0 a 2.5 de acuerdo a la forma geométrica del vertedero

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La precisión de los vertederos de cresta delgada es alta, en condiciones apropiadas puede tener errores de menos del 1%. Por lo general, en condiciones de campo se tienen errores de alrededor del 5%. Al respecto, tanto el vertedero rectangular como el vertedero triangular de pared delgada presentan una alta precisión. Un vertedero puede tener las siguientes misiones: - Lograr que el nivel de agua en una obra de toma alcance el nivel de requerido para el funcionamiento de la obra de conducción. - Mantener un nivel casi constante aguas arriba de una obra de toma, permitiendo que el flujo sobre el coronamiento del vertedero se desarrolle con una lámina líquida de espesor limitado. - En una obra de toma, el vertedero se constituye en el órgano de seguridad de mayor importancia, evacuando las aguas en exceso generadas durante los eventos de máximas crecidas. - Permitir el control del flujo en estructuras de caída, disipadores de energía, transiciones, estructuras de entrada y salida en alcantarillas de carreteras, sistemas de alcantarillado, etc. Se llama vertedero a la estructura hidráulica sobre la cual se efectúa una descarga a superficie libre. El vertedero puede tener diversas formas según las finalidades a las que se destine. Si la descarga se efectúa sobre una placa con perfil de cualquier forma, pero de arista aguda, el vertedero se llama de pared delgada; cuando la descarga se realiza sobre una superficie, el vertedero se denomina de pared gruesa. Ambos tipos pueden utilizarse como dispositivos de aforo en el laboratorio o en canales de pequeñas dimensiones. El vertedero de pared gruesa se emplea además como obra de control o de excedencias en una presa y como aforador en grandes canales. Vertederos de pared delgada (Sharp-crested weirs). UNIV: GOMEZ GUILLEN CRISTIAN MARVIN

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La utilización de vertederos de pared delgada está limitada generalmente a laboratorios, canales pequeños y corrientes que no lleven escombros y sedimentos. Los tipos más comunes son el vertedero rectangular y el triangular. La cara de aguas arriba debe ser instalada verticalmente y el borde de la placa debe estar cuidadosamente conformado. La estructura delgada está propensa a deteriorarse y con el tiempo la calibración puede ser afectada por la erosión de la cresta. VERTEDERO TRIANGULAR El vertedero triangular es preferido cuando las descargas son pequeñas, porque la sección transversal de la lámina vertiente muestra de manera notoria la variación en altura. La relación entre la descarga y la altura sobre la cresta del vertedero, puede obtenerse matemáticamente haciendo las siguientes suposiciones del comportamiento del flujo: 1. Aguas arriba del vertedero el flujo es uniforme y la presión varía con la profundidad de acuerdo con la hidrostática (p=ρgh). 2. La superficie libre permanece horizontal hasta el plano del vertedero y todas las partículas que pasan sobre el vertedero se mueven horizontalmente (en realidad la superficie libre cae cuando se aproxima al vertedero). 3. La presión a través de la lámina de líquido o napa que pasa sobre la cresta del vertedero es la atmosférica. 4. Los efectos de la viscosidad y de la tensión superficial son despreciables. Estas suposiciones conducen al siguiente modelo de flujo ideal:

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VERTEDERO RECTANGULAR

Aplicando la ecuación de Bernoulli entre los puntos 1 y 2 sobre una misma línea de corriente, se obtiene:

Un coeficiente Cd determinado experimentalmente, se involucra para considerar el uso de las suposiciones, entonces: Cd es conocido como Coeficiente de Descarga.

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Un vertedero rectangular sin contracción es aquel cuyo ancho es igual al del canal de aproximación. Para este tipo de vertedero es aplicable la fórmula de Rehbock para hallar el valor de Cd:

Donde p es la altura de la cresta del vertedero medida desde el piso del canal. Un vertedero rectangular con contracción es aquel en el cual el piso y los muros del canal están lo suficientemente alejados del borde del vertedero y por lo tanto no influyen en el comportamiento del flujo sobre él. Para este tipo de vertedero es aplicable la fórmula de Hamilton-Smith para hallar el valor de Cd:

Características del Flujo. Este tipo de estructuras de aforo no es recomendable usarlas en casos de que el flujo arrastre mucho material flotante pues tienden a obstruirse. Tampoco es recomendable usarlas cuando el flujo arrastra material de fondo y/o en suspensión, pues constituye una barrera al flujo que ocasiona la acumulación de material al pie de la estructura, modificando progresivamente el valor de p1 (altura a la cresta del vertedor). Otros condicionantes generales, relacionadas a la realización de mediciones con estructuras de aforo, son desarrollados a continuación. Características del Canal. -

El uso de estos vertederos (portátiles) está condicionado a canales que no presenten alta permeabilidad

-

El canal debe presentar suficiente bordo libre para evitar el desbordamiento del flujo aguas arriba debido al remanso ocasionado por el vertedero.

-

La pendiente del canal tiene que ser suave a moderada y uniforme. En canales con pendiente pronunciada, el vertedero ocasionará resalto hidráulico (fuerte turbulencia).

-

En canales con cortes profundos se dificulta la medición.

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Rango de Mediciones de Caudales. El rango de medición de caudales está definido como: ϒ = Qmax/Qmin. Los vertederos triangulares alcanzan mayores rangos de medición que los rectangulares:

Se observa que el rango de medición del vertedor triangular es mucho mayor al del vertedor rectangular, alrededor de 10 veces más. Por esta razón, los vertederos triangulares se acomodan mejor a situaciones en las que el flujo presenta altas variaciones en cortos periodo de tiempo, por ejemplo, descarga de pequeños estanques o atajados.

4. PROCESAMIENTO EXPERIMENTAL La instalación que se utiliza para realizar la práctica es el canal de pendiente ajustable, este canal es de vidrio y tiene una sección transversal rectangular, la pendiente del canal puede ser ajustada con la ayuda de un gato mecánico.

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4.1 MATERIALES Una regla metálica preferentemente de 50 cm

Es un Instrumento de medición con forma de plancha delgada y rectangular, puede ser rígida, semirrígida o muy flexible construida de metal que incluye una escala graduada longitudinal. Un Cronometro

Es un reloj de gran precisión que permite medir intervalos de tiempo muy pequeños, hasta fracciones de segundo Flexómetro

Es un instrumento de Medida que consiste en una cinta flexible graduada y que se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más fácil. UNIV: GOMEZ GUILLEN CRISTIAN MARVIN

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Nivel de Ingeniero

Es un instrumento que tiene la finalidad de la medición de desniveles entre distintos puntos y posee una burbuja en el medio que permite nivelarlos.

Canal de laboratorio. Equipo diseñado para simular corrientes de agua y el comportamiento de flujos Vertedero triangular y rectangular.

VERTEDERO

VERTEDERO RECTANGULAR

Los vertederos de paredes delgadas son vertederos hidráulicos, generalmente usados para medir caudales. UNIV: GOMEZ GUILLEN CRISTIAN MARVIN

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Calculadora y Libreta de Apuntes

4.2 REALIZACION. Los pasos que se deben seguir para la realización de la práctica son los siguientes: 1) Accionando el gato mecánico se nivela el canal de laboratorio hasta dejarlo o con pendiente nula. 2) Se dispone el vertedero de pared delgada rectangular en el medio del canal (teniendo cuidado con la napa de ventilación por debajo de la napa) y el vertedero de pared delgada triangular a la salida del canal ajustándolo con los pernos del soporte, siendo este vertedero nivelado con la ayuda de un nivel de manera que quede horizontal. 3) Una vez nivelado, se mide la altura “P” del vertedero y se deja circular el agua accionando la bomba hidráulica con un canal determinado. 4) Se procede a leer el volumen que pasa por el vertedero con la ayuda del tanque aforador y se mide el tiempo con un cronómetro llegando así a conocer el caudal de paso real “Q”. 5) Aguas arriba del vertedero se mide la altura “H” de la superficie libre del agua desde la cresta del vertedero (Esta medición se debe realizar con bastante exactitud normalmente se lo realiza con milímetros de precisión Ej: Gancho, Vernier)

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6) Se mide la temperatura del agua y luego se repite los pasos 4 y 5 varias veces cambiando el caudal con la válvula compuerta de la tubería de alimentación del canal. 7) Se realiza el mismo procedimiento anterior pero esta vez con un vertedero triangular. 5. DATOS Y CALCULOS 5.1 Toma de datos de Laboratorio. VERTEDERO RECTANGULAR Diámetro (cm)

Altura h(m)

40.9

0.03

P (cm) 5.5

b (cm) 8 Lectura 1

2

3

4

5

6

7

L (m) 4.775 Tiempo (S) 8.57 8.6 8.71 7.18 6.82 6.73 5.46 5.55 5.62 4.58 4.57 4.6 4.46 4.41 4.4 4.1 4.3 4.31 3.74 3.79 3.91

Temperatura °C 20.5 y (m) 0.0795

0.081

0.0825

0.0845

0.087

0.089

0.091

VERTEDERO TRIANGULAR UNIV: GOMEZ GUILLEN CRISTIAN MARVIN

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Diámetro (cm)

Altura h(m)

40.9

0.03

P (cm) 6.3

b(cm) 8

L (m) 4.775

Angulo α (º) 60

Temperatura Viscosidad Tensión Densidad Kg/m3 °C Dinámica (Pa*s) Superficial N/m 22

0.0009646 Lectura 1

2

3

4

5

6

7

0.0725

997.64

Tiempo (S) 6.26 6.17 6.1 5.45 5.5 5.7 5.61 5.72 5.66 5.07 5.19 5.17 4.65 4.47 4.76 3.89 4 3.81 3.17 3.17 3.34

Angulo de Tringulo (rad) 1.047197551

y (m) 0.119

0.122

0.124

0.127

0.1295

0.131

0.134

5.2 Calculo.- Se adjunta los cálculos a mano.

6. DETERMINAR 6.1 Determinar todos los parámetros descritos en el punto 5.2 UNIV: GOMEZ GUILLEN CRISTIAN MARVIN

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- Calcular el “Cd” experimental de laboratorio: Para el vertedero rectangular con la ecuacion (1), para el vertedero triangular con la ecuacion (2) Se muestra el Calculo realizado para la 1ra lectura de ambos Vertederos VERTEDERO RECTANGULAR Q real

Cdexp=

3

b∗√ g∗H 2 0.00045692 Cdexp=

m3 s 3

9.8 m 2 0.08 m∗ ∗( 0.0245 m) 2 s

√

=0.47576

Cd=0.47576 VERTEDERO TRIANGULAR Cdexp=

Q real 5 θ √ g∗tg ∗H 2 2

()

0.0006382 Cdexp=

√ -

m3 s

9.8 m 2 ∗tg ¿¿ s

Calcular el “Cd” practico (propuesto por los investigacion Ackers-Whiete 2004): Para el vertedero rectangular con la ecuacion (3), para el vertedero triangular con la ecuacion (4). Se muestra el Calculo realizado para la 1ra lectura de ambos Vertederos VERTEDERO RECTANGULAR Cd=0.598+

Cdprac=0.598+ UNIV: GOMEZ GUILLEN CRISTIAN MARVIN

0.0897∗H P

0.0897∗0.0245 =0.6380 0.055 LAB. HIDRAULICA II

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Cd=0.6380 VERTEDERO TRIANGULAR Cdprac=0.44+

0.9 1/ 6 ( R e∗W e )

Los valores de Re y We fueron calculados anteriormente ( Se puede Observar su obtencion en la hoja de Calculos ) Cdprac=0.44+

0.9 ( 42906.36∗422.90 )1/ 6

Cdprac=0.4 96 - Realizar un analisiis comparativo de los resultados obtenidos; calculando la discrepancia en porcentaje de los datos: Cd ANALISIS COMPARATIVO VERTEDERO RECTANGULAR Lectura

Cd Cd Practico Experimental

Error (%)

1

0.4757553

0.6379573 25.4252090

2

0.5436945

0.6404036 15.1012711

3

0.6226521

0.6428500

3.1419376

4

0.6777093

0.6461118

4.8904111

5

0.6215776

0.6501891

4.4004942

6

0.5928464

0.6534509

9.2745360

7

0.6044313

0.6567127

7.9610799

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ANALISIS COMPARATIVO VERTEDERO TRIANGULAR Lectura

Cd Experimental

Cd Practico

Error (%)

1

0.4758059

0.4955200

3.9784536

2

0.4648844

0.4938553

5.8662750

3

0.4190212

0.4928181 14.9744801

4

0.4092195

0.4913595 16.7168905

5

0.4135950

0.4902242 15.6314647

6

0.4639179

0.4895749

5.2406832

7

0.5034643

0.4883420

3.0966640

6.2 Graficar la curva de descarga Q vs H VERTEDERO RECTANGULAR Q (m3/s)

H (m)

0.00045692

0.0245

0.00057084

0.026

0.00071113

0.0275

0.00085996

0.0295

0.00089109

0.032

0.00093082

0.034

0.00103396

0.036

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CURVA DE DESCARGA VERTEDERO RECTANGULAR 0

CAUDAL Q (m3/s)

0 0 0 0 0 0 0 0.02

0.02

0.02

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.04

0.04

CARGA HIDRAULICA H (m)

VERTEDERO TRIANGULAR Q (m3/s) 0.00063819 0.00071044 0.00069601 0.00076641 0.00085248 0.00101103 0.00122227

H (m) 0.056 0.059 0.061 0.064 0.0665 0.068 0.071

CURVA DE DESCARGA VERTEDERO TRIANGULAR 0 0

CAUDAL Q (m3/s)

0 0 0 0 0 0 0 0 0.05

0.06

0.06

0.07

0.07

0.08

CARGA HIDRAULICA H (m)

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6.3 Realizar el ajuste de datos experimentales Q y H a la forma generalizada de la siguiente ecuacion: Q=C∗H m El ajuste teórico practico, mediante el metodo grafico y tambien por minimos cuadrados. Se obtiene los factores C y m. Para el vertedero triangular (m) debe aproximarse a 2.5 Para el vertedero rectangular (m) debe aproximarse a 1.5 en minimos cuadrados. Resolucion: VERTEDERO RECTANGULAR Se tendra: Q=C∗H m log Q=logC +m∗log H Donde:Y =logQ b ¿ log C a¿m X ¿ log H Luego:Y ¿ b +a∗X La ecuacion mostrada se desarrollara realizando un ajuste para lo cual se obtendra la siguiente tabla: N°

H (m)

1 2 3 4 5 6 7

0.0245 0.0260 0.0275 0.0295 0.0320 0.0340 0.0360

Caudal Q (m3/s) 0.00045692 0.00057084 0.00071113 0.00085996 0.00089109 0.00093082 0.00103396

Log (H)

(Log(H))^2

Log (Q)

Log (H)*Log(Q)

-1.61083392 -1.58502665 -1.56066731 -1.53017798 -1.49485002 -1.46852108 -1.4436975 -10.6937745

2.5947859 2.51230949 2.43568244 2.34144466 2.23457659 2.15655417 2.08426247 16.3596157

-3.34016421 -3.24348198 -3.14805251 -3.06552048 -3.05007668 -3.03113643 -2.98549628 -21.8639286

5.380449795 5.141005377 4.913062629 4.690791946 4.559407194 4.45128776 4.310153509 33.44615821

Seguidamente se Resolvera la Matriz

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[

N° ϵ log ⁡( H) log(C ) ϵ log ⁡( Q) = 2 m ϵ (log ( H )∗log ( Q )) ϵ log ⁡( H ) ϵ ( log ⁡( H ) )

][

][

]

De los cuales se obtendran los siguientes valores log ( C )=−0.123347788 m=1.963805588 Despejando el Valor de C y ya teniendo el valor de m C=0.75275251 m=1.963805588 Por tanto la Ecuacion de Caudal Calibrado para Vertedero Rectangular sera Q=0.75275251∗H 1.963805588 VERTEDERO TRIANGULAR De la misma forma que para el vertedero rectangular se realizara una tabla de ajuste con los datos obtenidos Esta tabla sera : N°

H (m)

1

0.056

2

Caudal Q (m3/s)

Log (H)

(Log(H))^2

Log (Q)

Log (H)*Log(Q)

0.00063819 -1.251811973

1.567033216

-3.195047663

3.999598919

0.059

0.00071044 -1.229147988

1.510804777

-3.148472583

3.869938742

3

0.061

0.00069601 -1.214670165

1.47542361

-3.157387012

3.835183803

4

0.064

0.00076641 -1.193820026

1.425206255

-3.115541385

3.719395697

5

0.0665

0.00085248 -1.177178355

1.385748879

-3.069318227

3.613134981

6

0.068

0.00101103 -1.167491087

1.363035439

-2.995234222

3.496909259

7

0.071

0.00122227 -1.148741651

1.319607381

-2.912833001

3.346092592

-8.382861246

10.04685956

-21.59383409

25.88025399

Seguidamente se utilizara la misma formula que en vertederos rectangulares

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Q=C∗H m log Q=logC +m∗log H Donde:Y =logQ b ¿ logC a¿m X ¿ log H Luego:Y ¿ b +a∗X Resolviendo la Matriz

[

N° ϵ log ⁡( H) log(C ) ϵ log ⁡( Q) = 2 m ϵ (log ( H )∗log ( Q )) ϵ log ⁡( H ) ϵ ( log ⁡( H ) )

][

][

]

Se obtendran los siguientes valores log ( C )=0.006464832 m=2.581348693 Despejando el Valor de C y ya teniendo el valor de m C=1.01499717 m=2.581348693 Por tanto la Ecuacion de Caudal Calibrado para Vertedero Triangular sera Q=1.01499717∗H 2.581348693

6.4 Realizar los graficos respectivos Q vs H. Esta vez con los datos ajustados, excluyendo al ajuste teorico practico.

VERTEDERO RECTANGULAR CORREGIDO Q (m3/s)

H (m)

0.00051676

0.0245

0.00058072

0.026

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GRUPO Nº 4

0.00064834

0.0275

0.00074418

0.0295

0.00087309

0.032

0.00098347

0.034

0.0011003

0.036

CURVA DE DESCARGA VERTEDERO RECTANGULAR (CORREGIDO) 0 0

f(x) = 0.75 x^1.96

CAUDAL Q (m3/s)

0 0 0 0 0 0 0 0.02

0.02

0.02

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.04

0.04

CARGA HIDRAULICA H (m)

VERTEDERO TRIANGULAR CORREGIDO Q (m3/s)

H (m)

0.0005958

0.056

0.00068172

0.059

0.00074298

0.061

0.00084101

0.064

0.00092845

0.0665

0.00098347

0.068

0.00109942

0.071

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CURVA DE DESCARGA VERTEDERO TRIANGULAR (CORREGIDO) 0 0

f(x) = 1.01 x^2.58

CAUDAL Q (m3/s)

0 0 0 0 0 0 0 0.06

0.06

0.06

0.06

0.06

0.07

0.07

0.07

0.07

0.07

CARGA HIDRAULICA H (m)

6.5 Realizar un analisiis comparativo de los resultados obtenidos; calculando la discrepancia en porcentaje de los datos: m ANALISIS COMPARATIVO VERTEDERO RECTANGULAR

Lectura

Cd Cd Practico Experimental

Error (%)

1

0.4757553

0.6379573 25.4252090

2

0.5436945

0.6404036 15.1012711

3

0.6226521

0.6428500

3.1419376

4

0.6777093

0.6461118

4.8904111

5

0.6215776

0.6501891

4.4004942

6

0.5928464

0.6534509

9.2745360

7

0.6044313

0.6567127

7.9610799

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ANALISIS COMPARATIVO VERTEDERO TRIANGULAR Lectura

Cd Experimental

Cd Practico

Error (%)

1

0.4758059

0.4955200

3.9784536

2

0.4648844

0.4938553

5.8662750

3

0.4190212

0.4928181 14.9744801

4

0.4092195

0.4913595 16.7168905

5

0.4135950

0.4902242 15.6314647

6

0.4639179

0.4895749

5.2406832

7

0.5034643

0.4883420

3.0966640

7. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Observaciones. -

Se puede observar que el valor de (m) para el vertedero rectangular es de 1.9638 que se aproxima a 1.5 - 2

y para el Vertedero Triangular (m) es 2.5814 que es

aproximado a 2.5. -

La medición de las pendientes tal vez pueda ser más precisa con instrumentos que sean adecuados para laboratorio.

-

En la toma del tiempo se tiene que ser calculada por más estudiantes y así no falten datos.

-

Se puede observar que el Porcentaje de Error tanto de Vertedero Rectangular como de Vertedero Triangular es muy alto debido a que pudo producirse errores mayores en la obtencion de tiempos como tambien en las lecturas de (Y).

Conclusiones. UNIV: GOMEZ GUILLEN CRISTIAN MARVIN

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-

El presente ensayo de vertederos de pared delgada fue realizada de manera correcta pues pudimos determinar el funcionamiento práctico de diferentes vertederos y se conoció el comportamiento de un vertedero de pared rectangular y triangular en pequeñas dimensiones.

-

Aprendimos el uso, la calibración de los dos diferentes vertederos.

-

Así mismo se obtuvo la curva de descarga, realizando un ajuste potencial para su corrección.

-

El vertedero triangular puede funcionar con flujos bastante pequeños, y así también con flujos grandes, mientras que el vertedero rectangular, preferiblemente debe manejar flujos grandes, pues si fuese pequeño el vertedero debe ser muy estrecho.

-

Se pudo establecer que el coeficiente de descarga del vertedero rectangular es mayor que el vertedero en forma de V.

-

La importancia de los vertederos en los canales abiertos reside en que son dispositivos que permiten medir el flujo del caudal, bajo ciertas condiciones. Además que son de fácil manejo, bajo costo, diseño simple y funcional.

-

Las perdidas aumentan a medida que se incrementa el caudal, el cual es mayor a medida que aumenta la altura.

8. RECOMENDACIONES -

Tener precisión al momento de tomar los datos del tiempo.

-

Tener precisión al momento de tomar las mediciones de P, H, etc.

-

Seguir toda las indicaciones del ayudante se puede desarrollar la práctica satisfactoriamente

-

Antes de empezar la práctica se debe estar seguro que el medidor de altura H se encuentre libre de burbujas de aire, lo cual incrementa significativamente el error en las demás medidas.

-

Considerar la limpieza del canal, pues la suciedad incrementa la rugosidad relativa y con ello la densidad del agua.

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9. BIBLIOGRAFIA Se utilizo paginas de internet y los siguientes libro :  http://www.fing.uach.mx/licenciaturas/IC/2013/02/05/Manual_de_Hidraulica_de_C anales.pdf 

Hidráulica general, Gilberto Sotelo Avila



AVALLONE EUGENE, Manual del ingeniero mecánico, editorial McGraw –Hill, tercera edición, México 1995.



Hidráulica II CIV 230 ING HUGO GOMEZ



STREETER L. VICTOR, Mecánica de los fluidos, cuarta edición. Editorial McGraw- Hil, México 1970.

10. CUESTIONARIO 10.1 ¿Cuáles son las principales funciones de un vertedero? Tiene varias funciones entre las que se destaca: 

Garantizar la seguridad de la estructura hidráulica, al no permitir la elevación del nivel, aguas arriba, por encima del nivel máximo (NAME por sus siglas Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias).



Garantizar un nivel con poca variación en un canal de riego, aguas arriba. Este tipo de vertedero se llama "pico de pato" por su forma.



Constituirse en una parte de una sección de aforo del río o arroyo.



Disipar la energía para que la devolución al cauce natural no produzca daños. Esto se hace mediante saltos, trampolínes o cuencos. 10.2 ¿Qué es es un vertedero de pared delgada? Este tipo de vertedero es el más usado, especialmente como aforador, debido a su fácil construcción e instalación. En los vertederos de pared delgada el contacto entre el agua y la cresta es solo una línea, es decir, una arista. La utilización de vertederos de pared delgada está limitada generalmente a laboratorios, canales pequeños y corrientes que no lleven escombros y sedimentos. Los tipos más comunes son el vertedero rectangular y el triangular.

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10.3 ¿Con base en que se clasifican los vertederos de pared delgada? LOS VERTEDEROS DE PARED DELGADA SON: a) Vertederos sin contracción lateral, si el ancho de la abertura del vertedero es igual al ancho del canal. La ecuación del caudal es:

b) Vertederos con contracción lateral, longitud de la cresta es menor que el ancho del canal. La ecuación del caudal es:

VERTEDERO DE SECCIÓN TRIANGULAR: Este vertedero se emplea mucho para medir caudales pequeños inferiores a 6 lts/seg.

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VERTEDERO

DE

SECCIÓN

TRAPEZOIDAL:

Dentro

de

las

secciones

trapezoidales el más utilizado es el llamado vertedor Cipollelti, el cual tiene por característica que la inclinación de sus paredes son una horizontal por 4 vertical, es decir z =1/4. Su ecuación será:

10.4 Defina NAPA ¿Por qué la parte interna de la napa en ocasiones debe ser aireado? Las napas son capas de agua subterránea ubicadas a diferentes alturas en el perfil del subsuelo. Estas son susceptibles de ser alcanzadas por contaminantes de diversa naturaleza.

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10.5 ¿Qué régimen de escurrimiento tiene el flujo aguas arriba del vertedero? El régimen de escurrimiento es: Vertedero libre Este es un criterio de clasificación muy importante. En el vertedero libre el nivel de aguas abajo es inferior al de la cresta. Vertedero sumergido Un vertedero está sumergido cuando el nivel de aguas abajo es superior de la cresta del vertedero. La condición de sumergencia no depende del vertedor en sí, sino de las condiciones del flujo. Un mismo vertedero puede estar sumergido o no, esto depende del caudal que se presente. 11. ANEXOS Debido a la situación que presentamos por el Covid 19, se adjuntara imágenes de semestres pasados:

Vertedero triangular instalado en el equipo para realizar la practica.

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Vertedero rectangular instalado en el equipo para realizar la practica.

Colocacion del Vertedero Rectangular

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Midiendo la tamperatura de ensayo

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