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I

III.1 • • • III.2

GENERALIDADES

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 enorificios de arista aguda. Las boquillas 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 ser mayor entre 2 y 3 veces el diámetro d del orificio.

a) Orificio Figura III.1 III.3

b) Boquilla

Esquema para diferenciar entre a) Orificio y b) Boquilla.

CLASIFICACIÓN DE LOS ORIFICIOSIII.3.1 Según 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.)

UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICAIII.2

Figura 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 • • • Orificios circulares.Orificios rectangulares. Orificios cuadrados.

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III.3

Figura III.4

Formas típicas de orificios.

III.3.3 Según sus dimensiones relativas Según Azevedo, N y Acosta, A. Netto los orificios se pueden clasificar según sus dimensiones relativas así: • • d H Orificios pequeños Orificios grandes Si d < • H. Si d > • H.

: diámetro del orificio.: 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 descarga ahogada. Cuando el orificio descarga a otro tanquecuyo 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 es entre la lámina de flujo antes y después del orificio.

Figura III.6

Orificio con descarga ahogada.

III.4

CLASIFICACIÓN DE LAS BOQUILLAS

III.4.1 Cilíndricas También denominadasboquillas 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 que oscila alrededor de 0.51 (Azevedo, N. y Acosta, A., 1976). Para el caso deboquillas 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 para θ = 13°30´, lo que da como resultado un coeficiente de descarga de 0.94(notablemente mayor al de las boquillas cilíndricas). Las boquillas divergentes con la pequeña sección inicial convergente se denominan Vénturi, puesto que fueron estudiadas por este investigador, que demostró experimentalmente que un ángulo de divergencia de 5 grados y e = 9d permite los más altos coeficientes de descarga.

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III.5

Figura III.7...