ingenieria de transporte
Páginas: 7 (1597 palabras)
Publicado: 14 de mayo de 2014
Marco Teórico
VERTEDEROS DE PARED GRUESA (Solid long base weirs)
Este tipo de vertederos es utilizado principalmente para el control de niveles en los ríos o canales, pero pueden ser también calibrados y usados como estructuras de medición de caudal.
Son estructuras fuertes que no son dañadas fácilmente y pueden manejar grandes caudales. Algunos tipos de vertederos de borde ancho son:Figura 2. Tipos de Vertederos de Borde Ancho
El vertedero horizontal de bordes redondeados y el triangular, pueden utilizarse para un amplio rango de descarga y operan eficazmente aún con flujo con carga de sedimentos. El vertedero rectangular es un buen elemento de investigación para medición del flujo de agua libre de sedimentos. Es fácil de construir, pero su rango de descarga es más restringidoque el de otros tipos.
Ecuación para un vertedero de borde ancho (no ahogado):
En estas condiciones se presentará un flujo crítico en algún punto sobre la cresta del vertedero.
Figura 2. Flujo Crítico sobre Vertederos de Borde Ancho
y la descarga total será:
El coeficiente Cd es introducido para expresar el caudal real:
donde, como se muestra en la figura, H es la cabeza total aguasarriba sobre la cresta del vertedero. En el laboratorio la velocidad de aproximación V puede ser obtenida mediante la medición del caudal y del área de la sección transversal, permitiendo así el cálculo de H. Sin embargo en el campo, la profundidad h es la única medida tomada y la ecuación del caudal debe modificarse así:
Vertedero de pared gruesa sin pérdidas
Figura 4.5 - Vertedero de crestaancha.
Sobre el vertedero de pared gruesa y en un tramo muy corto, se presentará el tirante crítico (sección B) antes del límite de la caída, bajo dominio de un flujo rápidamente variado. En este sector el flujo alcanza su mínima altura (menor a hcrit) debido a la aceleración originada por la caída libre del chorro. Según Rouse-Knapp.
Para grandes alturas de carga, es decir para Ho/L > 3, eldesarrollo del flujo se aleja de las características de vertedero de cresta ancha.
Flujo sobre un vertedero de cresta ancha para h0/l > 3
Coeficiente de descarga
Los valores límites aproximados del coeficiente de descarga, resultan de la hipótesis de presencia del tirante crítico sobre el coronamiento del vertedero y de las velocidades aguas arriba y aguas abajo definidas por la ecuación deTorricelli.
Consideremos el siguiente esquema:
Coronamiento o cresta de vertedero.
Para obras de gran magnitud es usual realizar estudios sobre modelos hidráulicos, para determinar el valor del coeficiente de descarga, sin embargo para el diseño de pequeñas obras se contará únicamente con la referencia bibliográfica y la experiencia del proyectista.
Formas prácticas de vertederosVertedero de pared ancha con la arista de aguas arriba redondeada
El efecto de redondear la arista de aguas arriba de un vertedero de cresta ancha se aproxima a la acción de disminuir el nivel del coronamiento, ya que se reduce la contracción, incrementando la capacidad de evacuación.
Vertedero de cresta ancha
Con un radio de 10 cm. en la arista de aguas arriba, el coeficiente K se incrementa enun 9 %. Blackwell, experimentó con tres vertederos de 0.9 m. de ancho y con coronamiento ligeramente inclinado. La inclinación parece incrementar ligeramente el coeficiente de descarga, sin embargo los resultados son incompatibles para alturas de carga pequeñas.
La pendiente del coronamiento de un vertedero de pared gruesa tiene su efecto sobre la eficiencia; la aplicación de una inclinaciónen un vertedero con arista redondeada en valores entre I = 0.085 a I = 0.055,tiene resultados que se resumen en la siguiente figura:
Figura 4.11 - Relación entre c y H. Vertedero de cresta ancha con pendiente y arista redondeada
puede modificarse mucho o aún invertirse cuando tiene lugar un cambio de forma de la lámina vertiente. La curva de los coeficientes para cualquier forma de...
VERTEDEROS DE PARED GRUESA (Solid long base weirs)
Este tipo de vertederos es utilizado principalmente para el control de niveles en los ríos o canales, pero pueden ser también calibrados y usados como estructuras de medición de caudal.
Son estructuras fuertes que no son dañadas fácilmente y pueden manejar grandes caudales. Algunos tipos de vertederos de borde ancho son:Figura 2. Tipos de Vertederos de Borde Ancho
El vertedero horizontal de bordes redondeados y el triangular, pueden utilizarse para un amplio rango de descarga y operan eficazmente aún con flujo con carga de sedimentos. El vertedero rectangular es un buen elemento de investigación para medición del flujo de agua libre de sedimentos. Es fácil de construir, pero su rango de descarga es más restringidoque el de otros tipos.
Ecuación para un vertedero de borde ancho (no ahogado):
En estas condiciones se presentará un flujo crítico en algún punto sobre la cresta del vertedero.
Figura 2. Flujo Crítico sobre Vertederos de Borde Ancho
y la descarga total será:
El coeficiente Cd es introducido para expresar el caudal real:
donde, como se muestra en la figura, H es la cabeza total aguasarriba sobre la cresta del vertedero. En el laboratorio la velocidad de aproximación V puede ser obtenida mediante la medición del caudal y del área de la sección transversal, permitiendo así el cálculo de H. Sin embargo en el campo, la profundidad h es la única medida tomada y la ecuación del caudal debe modificarse así:
Vertedero de pared gruesa sin pérdidas
Figura 4.5 - Vertedero de crestaancha.
Sobre el vertedero de pared gruesa y en un tramo muy corto, se presentará el tirante crítico (sección B) antes del límite de la caída, bajo dominio de un flujo rápidamente variado. En este sector el flujo alcanza su mínima altura (menor a hcrit) debido a la aceleración originada por la caída libre del chorro. Según Rouse-Knapp.
Para grandes alturas de carga, es decir para Ho/L > 3, eldesarrollo del flujo se aleja de las características de vertedero de cresta ancha.
Flujo sobre un vertedero de cresta ancha para h0/l > 3
Coeficiente de descarga
Los valores límites aproximados del coeficiente de descarga, resultan de la hipótesis de presencia del tirante crítico sobre el coronamiento del vertedero y de las velocidades aguas arriba y aguas abajo definidas por la ecuación deTorricelli.
Consideremos el siguiente esquema:
Coronamiento o cresta de vertedero.
Para obras de gran magnitud es usual realizar estudios sobre modelos hidráulicos, para determinar el valor del coeficiente de descarga, sin embargo para el diseño de pequeñas obras se contará únicamente con la referencia bibliográfica y la experiencia del proyectista.
Formas prácticas de vertederosVertedero de pared ancha con la arista de aguas arriba redondeada
El efecto de redondear la arista de aguas arriba de un vertedero de cresta ancha se aproxima a la acción de disminuir el nivel del coronamiento, ya que se reduce la contracción, incrementando la capacidad de evacuación.
Vertedero de cresta ancha
Con un radio de 10 cm. en la arista de aguas arriba, el coeficiente K se incrementa enun 9 %. Blackwell, experimentó con tres vertederos de 0.9 m. de ancho y con coronamiento ligeramente inclinado. La inclinación parece incrementar ligeramente el coeficiente de descarga, sin embargo los resultados son incompatibles para alturas de carga pequeñas.
La pendiente del coronamiento de un vertedero de pared gruesa tiene su efecto sobre la eficiencia; la aplicación de una inclinaciónen un vertedero con arista redondeada en valores entre I = 0.085 a I = 0.055,tiene resultados que se resumen en la siguiente figura:
Figura 4.11 - Relación entre c y H. Vertedero de cresta ancha con pendiente y arista redondeada
puede modificarse mucho o aún invertirse cuando tiene lugar un cambio de forma de la lámina vertiente. La curva de los coeficientes para cualquier forma de...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.