Laboratorio de Vertederos



Laboratorio de Vertederos







Camilo Estrada García Jacqueline Gaviria Agudelo Alejandro Posada Vélez






Informe de Laboratorio






Docente Alejandro Rojas Ingeniero Civil






Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid Facultad de Ingenierías
Hidráulica de Canales Medellín
2014
CONTENIDO

Pág.
1 INTRODUCCIÓN 3
2 OBJETIVOS 4
3 EQUIPO Y MONTAJE 5
4 DATOS Y CÁLCULOS 6
5 CAUSAS DE ERROR11
6 ANÁLISIS DE RESULTADOS 13
7 CONCLUSIONES 15

1 INTRODUCCIÓN


El presente informe abordará el tema de vertederos como estructura de control hidráulico. Donde se ha concebido, inicialmente, como un sitio de la corriente donde es posible distinguir la zona subcrítica de la supercrítica.1
Sin embargo es importante recalcar que este tipo de estructura no solo es usada como estructura de controlhidráulico, sino que también posee otra aplicación potencial; esta sirve como regulador del caudal y permite aforarlo.
Un vertedero consiste en la intromisión de una barrera dentro de una corriente de un canal, el cual obliga al flujo a pasar por encima de la misma. Dicha intromisión puede establecer un choque hidráulico que consecuentemente lleva a un cambio de régimen de flujo.
El flujo a travésdel vertedero tiene su motor en la fuerza de gravedad, para el estudio de este fenómeno se usó un canal de pared delgada, dichos vertederos son empleados usualmente como aforadores, debido a que su construcción es sencilla y, principalmente, por la facilidad de determinar, con bastante aproximación, el caudal del flujo, a partir de la carga del vertedero.





























1 CADAVID R,Juan H. Hidráulica de Canales: fundamentos: Estructuras de Control del Flujo. Medellín: Fondo Editorial Universidad EAFIT; 2006. 153 pp.

2 OBJETIVOS

GENERAL
Analizar la estructura de control hidráulico correspondiente a un vertedero de sección rectangular con contracciones laterales.

ESPECÍFICO
Calcular el caudal de flujo de un vertedero por medio de la carga sobre el mismo.

Determinar loscaudales por medio de la ecuación de Francis usando el coeficiente de corrección de descarga de Braschmann.

Verificar el cambio en la carga sobre el vertedero al variar el caudal.

Comparar el caudal aforado con algunos de los caudales usados en la literatura.

Comparar el coeficiente de descarga experimental con el propuesto en la literatura por Braschamann.

Calibrar el Vertedero.

3 EQUIPO YMONTAJE


Equipo: Balde Cronómetro
Canal con vertedero de excedencias

Figura 1. Perfil típico de un vertedero de sección rectangular con 2 contracciones

El montaje del cual se tomaron los datos para analizar el funcionamiento de un vertedero fue la mostrada en la Figura 1.El cual posee una sección rectangular y dos contracciones.
Para este experimento se hicieron circular 6 gastos distintos, loscuales fueron aforados gravimétricamente, es decir para cada gasto se pesó la masa recogida en un determinado lapso de tiempo; así mismo se tomaron para cada uno la medida de la altura de la lámina de agua desde el fondo del canal.
Además el vertedero poseía en su parte superior un vertedero de crecientes que para este caso en específico no fue usado, debido a que los caudales circulados no fueronmáximos.

4 DATOS Y CÁLCULOS




Tabla 1. Dimensiones del
vertedero
b [m]
P [m]
B [m]
0,068
0,065
0,197

Dónde:
b: Ancho del vertedero. B: Ancho del canal.
P: Distancia del fondo a la cresta.

Tabla 2. Cálculo Carga Sobre el Vertedero h
Dato [/]
H [m]
P [m]
h [m]
1
0,115
0,065
0,050
2
0,108
0,065
0,043
3
0,101
0,065
0,036
4
0,096
0,065
0,031
5
0,089
0,065
0,024
6
0,085
0,065
0,020

Elprocedimiento para calcular h, es restarle a H la distancia del fondo a la cresta (P), para así hallar la carga sobre el vertedero.

Dónde:

H: Altura lámina de agua.
h: Carga sobre el vertedero.


Tabla 3. Cálculo del caudal aforado
Dato [/]
Tiempo 1 [s]
Tiempo 2 [s]
Tiempo [s]
Masa 1 [kg]
Masa 2 [kg]
Masa [kg]
ρagua 20°C [kg/m^3]
Q [m^3/s]
Q [cm^3/s]
1
4,01
5,59
4,800
7,350
9,080
8,215...