Hidraulica

TEMA N°1: FLUJO SOBRE VERTEDEROS TRIANGULARES
1. OBJETIVO
* Determinar el caudal que fluye por canal, empleando un vertedero triangular.
* Determinar experimentalmente el coeficiente de descarga Cd para vertederos triangulares.
* Realizar la grafica altura h vs gasto Q.

2. FUNDAMENTO TEORICO

Los vertederos asi como las compuertas son singularidades en el flujo asuperficie libre que pueden ser utilizadas como instrumentos de aforo, dado que en ellos se establece una relación biunívoca entre la pérdida de carga y del caudal. En ambos casos , el caudal real que fluye a través de estas estructuras, es menor que aquél que teóricamente fluiría de acuerdo a la aplicación de la ecuación de Bernouilli para flujos ideales ( conservación de la energía)

Los vertederosson dispositivo hidráulico que consiste en una escotadura a traves del cual se hace circular el caudal que se desea determinar. Son estructuras muy sencillas que se instalan en un canal normales al flujo logrando que al verte agua sobre ellos forme una sección critica y por lo tanto el caudal Q sea función de la carga hidráulica sobre el vertedero H. tiene aplicación muy extendida en todotipo de sistemas hidráulicos y desempeñan funciones de seguridad y control.

Cuando se produce el flujo sobre el vertedero hay un descenso pequeño de la superficie libre de agua y continúa hasta el vertedero mismo hasta una altura H sobre el vertedero. Donde la energía potencial se transforma en energía cinética (ver Fig. 1) .La altura H sobre el vertedor, es el factor principal que hace que ocurrael flujo Q, no se puede derivar ninguna relación simple entre las dos variable, por las siguientes razones.
* La forma de la imagen del flujo.
* No se puede calcular el efecto de la turbulencia de y los procesos de fricción.

Para derivar una ecuación simple se supuso que:
a. Distribución de velocidades arriba del vertedor, es uniforme.
b. Todas las partículas de fluidos semueven horizontalmente al pasar
sobre la cresta del vertedero.
c. La presión debajo de la lamina
descendiente es cero( conveniente aireación) .
d. Se desprecia las influencias de la viscosidad,
turbulencia, flujos secundarios y tensión superficial.

VERTEDEROS TRIANGULARES.
Los vertederos triangulares estan ampliamente difundidos por su facilidad de construccion y medicion. Su usoes especialmente util en los pequeños canales de riego para fines de distribucion de de agua.
Para vertederos triangulares la formula teorica para halllar el caudal teorico

Q=415b2gH3/2
donde b es el ancho de la boca del vertedero, H la carga sobre el vertedero
y g la aceleracion de la gravedad

En el siguiente cuadro presentamos los diferentes caudales, para diversas alturas .

Paraobtener una función del ángulo de abertura del vertedero θ , de la Fig. 2 se tiene la siguiente ecuación.

tanθ2=b/2H………………….2
Despejando b, se tiene:
2Htanθ2=b………………(3)
luego remplazando la ecuacion 3en 1, se obtiene:

Efectuando la ecuación (4) por el coeficiente de descarga Cd, nos dara la formula general de caudal real en vertederos triangulares.

Entonces el coeficiente de descarga es:

3. EQUIPOS Y MATERIALES. Utilizados para el experimento.

(1) (2)

(1) Medidor de nivel con un calibre de gancho reajustable
(2) Vista del Canal y depósito de alimentación.
(3) Vertedero triangular.
(4) Equipo de bombeo.
(5) Wincha.
(6) Cronometro.
(7) Piezómetro.(8) Vaso y balde medidor de plástico.


4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

a) Medir el Angulo del vertedero, para esto retiramos los pernos cuidadosamente del vertedero tipo triangular de nuestro canal rectangular para tomar medida del ángulo que forma la abertura del corte triangular que tiene.
En nuestro caso tenemos hallamos un valor de 90°.

b) Colocar el vertedero...