boquilla- ingenieria

UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA
III.1



PRÁCTICA III



III ESTUDIO Y PATRONAMIENTO DE ORIFICIOS Y BOQUILLAS



III.1 OBJETIVOS

Conocer la clasificación y usos de los orificios y boquillas.
Determinar el caudal que pasa a través de un orificio y de una boquilla.
Determinar las ecuaciones y curvas de patronamiento de orificios y de boquillas.



III.2GENERALIDADES

El orificio se utiliza para medir el caudal que sale de un recipiente o pasa a través de una tubería. El orificio en el caso de un recipiente, puede hacerse en la pared o en el fondo. Es una abertura generalmente redonda, a través de la cual fluye líquido y puede ser de arista aguda o redondeada. El chorro del fluido se contrae a una distancia corta en orificios de arista aguda. Lasboquillas están constituidas por piezas tubulares adaptadas a los orificios
y se emplean para dirigir el chorro líquido. En las boquillas el espesor de la pared e debe estar entre 2 y 3 veces el diámetro d del orificio.













a) Orificio b) Boquilla

Figura III.1 Esquema para diferenciar entre a) Orificio y b) Boquilla.


III.3 CLASIFICACIÓN DE LOS ORIFICIOS III.3.1Según el ancho de la pared

III.3.1.1 Orificios de pared delgada


Es un orificio de pared delgada si el único contacto entre el líquido y la pared es alrededor
de una arista afilada y e < 1.5d, como se observa en la Figura III.2. Cuando el espesor de la pared es menor que el diámetro (e < d) no se requiere biselar, (Figura III.2.a.)
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III.2Figura III.2 Orificios de pared delgada, e espesor de la pared del orificio, d diámetro del
orificio.


III.3.1.2 Orificios de pared gruesa


La pared en el contorno del orificio no tiene aristas afiladas y 1.5d < e < 2d. Se presenta adherencia del chorro líquido a la pared del orificio.



Figura III.3 Orificio de pared gruesa.


III.3.2 Según la forma

Orificioscirculares. Orificios rectangulares. Orificios cuadrados.
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Figura III.4 Formas típicas de orificios.


III.3.3 Según sus dimensiones relativas
III.3


Según Azevedo, N y Acosta, A. Netto los orificios se pueden clasificar según sus
dimensiones relativas así:

Orificios pequeños Si d < ⅓ H.

Orificios grandes Si d > ⅓H.

d : diámetro del orificio.
H : profundidad del agua hasta el centro del orificio.



III.3.4 Según su funcionamiento

Orificios con descarga libre. En este caso el chorro fluye libremente en la atmósfera siguiendo una trayectoria parabólica.



Figura III.5 Orificio con descarga libre.
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III.4

Orificios con descargaahogada. Cuando el orificio descarga a otro tanque cuyo nivel está
por arriba del canto inferior del orificio, se dice que la descarga es ahogada. El funcionamiento es idéntico al orificio con descarga libre, pero se debe tener en cuenta que
la carga ∆h se mide entre la lámina de flujo antes y después del orificio.



Figura III.6 Orificio con descarga ahogada.



III.4CLASIFICACIÓN DE LAS BOQUILLAS III.4.1 Cilíndricas
También denominadas boquillas patrón y de comportamiento similar al de un orificio de pared gruesa. Aquellas, a su vez, están divididas en interiores y exteriores. En las boquillas interiores (o de Borda) la contracción de la vena ocurre en el interior, no necesariamente el chorro se adhiere a las paredes y presenta un coeficiente de descarga queoscila alrededor
de 0.51 (Azevedo, N. y Acosta, A., 1976).

Para el caso de boquillas cilíndricas externas con la vena adherida a las paredes se tiene un coeficiente de descarga de 0.82 (Azevedo, N. y Acosta, A., 1976), ver Tabla III.1.

III.4.2 Cónicas

Con estas boquillas se aumenta el caudal, ya que experimentalmente se verifica que en las boquillas convergentes la descarga es máxima...