medida de caudal en transporte en lamina

PRACTICA 2
MEDIDA DE CAUDAL EN TRANSPORTE EN
LÁMINA LIBRE
Vertedero de pared delgada de forma
rectangular y triangular

30/04/2012

ÍNDICE
 RESULTADOS EXPERIMENTALES

2

 CÁLCULO Y GRÁFICOS:
VERTEDERO RECTANGULAR

3

VERTEDERO TRIANGULAR

9

 CONCLUSIONES

13

 FORMULARIO

14

Prácticas de Mecánica de Fluidos

3º Ingeniería Química

RESULTADOSEXPERIMENTALES
Tipo de vertedero: rectangular
Nivel de referencia: H0 (mm) (referido al borde del vertedero)
Fluido: agua

Densidad (kg/cm3): 1000

Viscosidad (m2/s): 1·10-6

Ht (mm)

Volumen (l)

t (s)

Q (l/s)

58.1
56.1
52.7
51.4
47.8
45.7
43.7
40.1
34.5
31.1
30.1
27.6

15
4
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3

18.04
5.02
4.57
4.69
5.52
5.79
6.04
7.47
9.38
12.77
15.2916.42

0.831
0.797
0.656
0.640
0.543
0.518
0.497
0.402
0.320
0.235
0.196
0.183

Tipo de caudalímetro: triangular
Nivel de referencia: H0 (mm) (referido al borde del vertedero)
Fluido: agua

Densidad (kg/cm3): 1000

Viscosidad (m2/s): 1·10-6

Ht (mm)

Volumen (l)

t (s)

Q (l/s)

29.8
27.2
26.1
25.5
24.4
23.7
20.6

5
5
5
5
5
5
5

29.38
30.75
36.8138.81
45.42
51.55
71.84

0.170
0.163
0.136
0.129
0.110
0.097
0.070

2

Prácticas de Mecánica de Fluidos

3º Ingeniería Química

CÁLCULOS Y GRÁFICAS


Vertedero de pared rectangular:

ancho de vertedero

(L) = 30 mm

Figura 1. Vertedero de pared rectangular

1. Determinación del coeficiente de descarga (Cd)

9,0E-04

Gráfica 1. Recta de calibrado

8,0E-047,0E-04

y = 0,6144x
R² = 0,9462

Qreal(m3/s)

6,0E-04
5,0E-04
4,0E-04
3,0E-04

2,0E-04
1,0E-04
0,0E+00
0,00E+00

2,00E-04

4,00E-04

6,00E-04

8,00E-04

1,00E-03

1,20E-03

1,40E-03

Qteórico (m3/s)

3

Prácticas de Mecánica de Fluidos

3º Ingeniería Química

Tabla 1-a. Cálculos del Cd en función del caudal
H (m)

Qreal (m3/s)

Qteórico (m3/s)

Cd0,0581
0,0561
0,0527
0,0514
0,0478
0,0457
0,0437
0,0401
0,0345
0,0311
0,0301
0,0276

8,3E-04
8,0E-04
6,6E-04
6,4E-04
5,4E-04
5,2E-04
5,0E-04
4,0E-04
3,2E-04
2,3E-04
2,0E-04
1,8E-04

1,24E-03
1,18E-03
1,07E-03
1,03E-03
9,26E-04
8,65E-04
8,09E-04
7,11E-04
5,68E-04
4,86E-04
4,63E-04
4,06E-04

0,670
0,677
0,613
0,620
0,587
0,599
0,614
0,565
0,563
0,484
0,4240,450

En la gráfica 1, se representa el caudal teórico frente al caudal real para tener una
aproximación del coeficiente de descarga que varíe de forma constante en función del
caudal, en nuestro caso el Cd obtenido es 0.6144.
Se puede observar que el ajuste no es totalmente perfecto ya que se obtiene un
R = 0.9462. No obstante, no hemos considerado la posibilidad de desechar algún
puntopuesto que la diferencia entre ajustes no era apreciable y habría que quitar 5
puntos de 12. En el caso de haberlo hecho, hubiese quedado de la siguient e forma:
2

4

Prácticas de Mecánica de Fluidos

3º Ingeniería Química

1.2. Cálculos del número de Reynols

H (m)
5,81E-02
5,61E-02
5,27E-02
5,14E-02
4,78E-02
4,57E-02
4,37E-02
4,01E-02
3,45E-02
3,11E-02
3,01E-022,76E-02

Re
22749
22414
19393
19267
17308
17072
16923
14577
12922
10192
8701
8578

2. Dependencia del Cd con la sobreelevación del nivel aguas arriba H

5

Prácticas de Mecánica de Fluidos

3º Ingeniería Química

Tabla 2-a. Datos del Cd y de la sobreelevación del nivel de aguas arriba para
cada caudal

H (m)
0,0581
0,0561
0,0527
0,0514
0,0478
0,0457
0,0437
0,04010,0345
0,0311
0,0301
0,0276

Cd
0,670
0,677
0,613
0,620
0,587
0,599
0,614
0,565
0,563
0,484
0,424
0,450

Como se puede observar en el gráfico 2, el Cd no permanece constante. El
coeficiente de descarga aumenta con la altura y en nuestro caso, se encuentra entre
los valores de 0.424 y 0.677.
Puesto que no es constante, la aproximación realizada en la gráfica 1 no se
verifica....