informe laboratorio de mecánica de fluidos, calibración de vertedero

INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS
CALIBRACION DE VERTEDERO RECTANGULAR CON CONTRACCIONES


DESCRIPCION DEL EXPERIMENTO
La práctica que se realizó, trata acerca de calibrar un vertedero de pared delgada, a partir de un
vertedero patrón (vertedero Bazin), cuya ecuación de calibración es conocida,; haciendo uso de
las ecuaciones de conservación de momentum lineal y aprovechando lapropiedad de
conservación de la masa, se tomaran caudales del vertedero de Bazin para calibrar el vertedero
problema.
Se deben tener en cuenta los siguientes fundamentos teóricos, basados en las características de
la práctica realizada en el laboratorio de fluidos:
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Definición de vertedero: dique o pared, que presenta una estructura de forma regular, a
través de la cual fluye unacorriente liquida, el vertedero causa una elevación del nivel
aguas arriba, interceptando la corriente; se emplea para medir caudales.
Terminologia: a continuacion se definen terminos usados en la descripcion de flujos a
traves de vertederos, estos terminos se ilustran en la figura 1 y 2

Figura 1 y 2. Terminología relativa a flujo de vertederos
Donde:





b: longitud de la crestadel vertedero
h: carga del vertedero (desnivel entre la superficie libre de aguas arriba y la cresta del
vertedero.
H: altura de la lámina de agua sobre la cresta del vertedero rectangular, donde (H=HvHo), siendo Ho la lectura inicial para el limnimetro del vertedero problema.
P: peralte del vertedero

-

En la práctica realizara la lámina de agua sobre la cresta, se caracteriza por ser,una
lámina libre, que se obtiene mediante la instalación de orificios de ventilación en las
paredes del canal. El vertedero usado consta, también de contracciones, quienes impiden
que la lámina se pegue a las paredes del canal.

Ahora se procede a describir el proceso experimental:
Se abre la válvula de regulación de caudales, el agua circula por el canal, para fluir primero a
través delvertedero a calibrar y luego a través del vertedero de Bazin; al establecerse
continuidad en el sistema, los caudales descargados por los dos vertederos, serán iguales. Los
caudales medidos con el vertedero de Bazin, podrían sustituirse por los caudales registrados por
el medidor electromagnético, bajo ciertas condiciones.
Cada que se abra la válvula, se medirán simultáneamente las cargas H,correspondientes a los
vertederos, como la diferencia entre el nivel de la superficie libre del agua y el nivel de la cresta,
registrados por los limnimetros, una vez se haya estabilizado el flujo.
Este procedimiento se repetirá 9 veces, iniciando con un caudal máximo, que puede ser
descardado por el vertedero problema y disminuyendo sucesivamente los caudales.

TOMA DE DATOS

Tabla 1.Registro de las alturas medidas por los limnímetros para cada vertedero y medidas
iniciales
hb (cm)
Hb= hb-hbo (mm)
hv (cm)
H= hv-hvo (m)
9.98
99.3
43.74
0.1364
7.93
78.8
40.94
0.1084
6.63
65.8
39.27
0.0917
5.62
55.7
37.87
0.0777
4.79
47.4
36.67
0.0657
3.78

37.3

35.22

0.0512

2.99
1.88
0.69

29.4
18.3
6.4

33.74
32.43
31.28

0.0364
0.0233
0.0118

hbo(cm)
hvo (cm)
b (cm)

0.05
30.1
30.0

Tabla 2. Datos del caudal (Q) y alturas medidas por limnímetro en vertedero problema
(H^3/2) para realizar la regresión lineal Y=AX
H^(3/2)
Q [m^3/s]
[metros^(3/2)]
0.050375754
0.0306
0.0212

0.035689784

0.0160

0.027768601

0.0123

0.021658657

0.0095

0.016840231

0.0065

0.011585238

0.0045

0.006944677

0.00210.003556591

0.0004

0.001281808

CALCULOS Y SOLUCION A PREGUNTAS

1. La demostración de la ecuación (1) a partir de las ecuaciones de momentum,
energía y continuidad.
Figura 1. Vertedero rectangular con contracciones. Izquierda, vista lateral. Derecha, vista
transversal (Marbello, 2006).

Se utilizará la ecuación de Bernoulli entre los puntos 0 y 1 mostrados en la figura 1. Teniendo...