Práctica N°6 Compuertas (Descarga Libre)

 

LABORATORIO DE HIDRÁULICA I PRÁCTICA Nº 06 FLUJO BAJO UNA COMPUERTA PLANA VERTICAL CON DESCARGA LIBRE

6.2

OBJETIVOS    

 

6.3

Familiarizar al estudiante con esta estructura sus usos y posibles aplicaciones. Evaluación experimental de los coeficientes de descarga, contracción y velocidad de una compuerta plana vertical. Comprobar experimentalmente la validez de ecuaciones teóricas o empíricas tendientes a evaluar dichos coeficientes.

SÍNTESIS TEÓRICA

Una compuerta consiste en una placa móvil, plana o curva, que al levantarse permite graduar la altura del orificio que se va descubriendo, a la vez que controlar la descarga producida. El orifico generalmente se hace entre el piso de un canal y el borde inferior de la compuerta, por lo que su ancho coincide con el del canal. El flujo bajo una compuerta de fondo es un caso particular del flujo por un orificio en el cual se ha suprimido la contracción del fondo.

Figura. 7.1 Compuerta Plana Vertical Vertical con descarga libre Para calcular el caudal desaguado por esta estructura, basta aplicar el teorema de Bernoulli a dos secciones 1 y 2, aguas arriba y abajo de la compuerta respectivamente, de movimiento paralelo (figura 7.1) y la ecuación de continuidad, llegando fácilmente a la ecuación:

 

(1)

Q

 

Cd * b * a *   2 * g * d 

1

En general el caudal es: (2) Q

 *   h k 

n

Siendo Cd = coeficiente de descarga (3) Cd 

Cc * Cv  1 

Cc * a d 1

Cc = coeficiente de contracción = d2 / a Cv = coeficiente de velocidad

Sotelo A.  Propone una ecuación para el cálculo del coeficiente de velocidades en compuertas verticales con descarga libre, basada en las experiencias de muchos investigadores: Cv 

6.4

 0.96   0.0979 *  a 

  d 1 

PRUEBAS A REALIZARSE Determinar los coeficientes de descarga Cd, Cc y de velocidad Cv para una compuerta plana vertical con descarga libre.

6.5

INSTRUCCIONES: 1. 2. 3. 4. 5.

Coloque el canal en posición horizontal. Verifique que el tubo piezométrico piezométric o no contenga aire. Adopte una abertura de la compuerta Mida cuidadosamente las características físicas de la compuerta (b, a) Para un mismo caudal variando la aBertura de la compuerta obtenga lecturas del calado contraído d2, así como de la lectura total d1.

 

6.6

ACTIVIDA ACTIVIDADES DES POR DESARROLLA DESARROLLAR: R:  

Presente en tablas los siguientes valores: h, Q, d1, a, d2, A1, A2, V1, V2, Cv, Cc, Cd. línea nea de energía específica para cada apertura de la compuerta y   Dibuje la lí encuentre la pérdida de Energía.

=+



  2

H = Energía Específica (m) d = Calado (m) V = Velocidad (m2/s)  Δhr = Perdidas Perdidas de Energía Energía (m)  (m)   

Compare los valores obtenidos del Coeficiente de descarga Cd, con los propuestos por Cofre y Buchheister que se muestran en la tabla Adjunta. Calcule el error absoluto y el error relativo.   Compare los valores de caudal obtenidos en la ecuación de la compuerta y la ecuación de descarga del sistema. Calcule el error absoluto y el error relativo.

6.7

PREGUNTAS  

En esta experiencia ¿cuál de los valores: Cd, Cc o Cv, ¿permanecen constantes?   ¿Qué coeficiente es más sensible de variar? ¿Por qué?

6.8

CONCLUSIONES  

6.9

Escriba por lo menos tres conclusiones de la práctica realizada

RECOMENDACIONES  

6.10  

Escriba por lo menos tres recomendaciones con respecto a la práctica realizada

BIBLIOGRAFÍA:

Hidromecánica Hidromecánic a   Hidráulica General (1er tomo)   Hidráulica

BECERRIL SOTELO DOMINGUEZ

 

RESULTADOS OBTENIDOS ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL F acultad acultad de Ing enierí a C ivil iv il y Ambienta A mbientall

Nombres:

Fecha:

Grupo:  PRÁCTICA Nº 07: Flujo bajo una Compuerta Plana Vertical, descarga libre Datos iniciales: ∆h (cm) = Q (m3/s) = Nº  Apertura

a [cm]

d1 [cm]

d2 [cm]

 

Coeficiente de gasto de una compuerta plana vertical según Cofré y Buchheister