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LABORATORIO DE HIDRAULICA II

EXPERIENCIA 5:

Vertedero Rectangular de Pared Gruesa

















ÍNDICE DE CONTENIDOS

CONTENIDOS
PÁGINA
Experiencia N°5: Vertedero rectangular de pared gruesa

Introducción
3
Antecedentes Teóricos
5
Metodología
9
Memoria de Cálculos yResultados
16
Análisis de Resultado y Conclusiones
21
Bibliografía
22
Hoja de Toma de Datos
23











1- INTRODUCCION
Los vertederos son estructuras que tienen una aplicación muy extendida en todo tipo de sistemas hidráulicos y expresan una condición especial de movimiento no uniforme en un tramo con notoria diferencia de nivel. Normalmente desempeñan funciones de seguridad y control. En unaobra de toma, el vertedero se constituye en el órgano de seguridad de mayor importancia, evacuando las aguas en exceso generadas durante los eventos de máximas crecidas. Permiten el control del flujo en estructuras de caída, disipadores de energía, transiciones, estructuras de entrada y salida en alcantarillas de carreteras, sistemas de alcantarillado, etc.
El vertedero tiene la función de acumularagua en un canal de caudales; mediano y grande, el cual vierte por sobre el umbral de él, y estos son colocados como barreras transversales a la dirección del escurrimiento. La característica principal del de pared gruesa con respecto al de pared delgada, es que produce una menor perdida de energía, en donde las perdidas singulares son más pequeñas y el espesor del vertedero es suficientementegrande como para considerar una perdida friccional sobre el umbral. Diseñados para un amplio rango de descarga y operan eficazmente aún con flujo con carga y otros evitan la acumulación sedimentos. Existen de varios tipos de geometría como los triangulares, rectangulares y trapeciales.

En esta experiencia de laboratorio desarrollaremos el cálculo del caudal circulante (Ec.2.1) usando un aforador de90°, las alturas de escurrimientos antes, sobre y después del vertedero de pared gruesa.
Determinar si se cumple a través de este experimento el supuesto de la altura crítica (hc) sobre el vertedero de pared gruesa.
Estimar el coeficiente de gasto del vertedero y el caudal circulante usando la ecuación del vertedero (2.2 y 2.3), a partir de las mediciones realizadas en el canal aguas abajo.Comparar las diferencias en el caudal circulante.
Determinar la altura límite para la cual el escurrimiento sobre el vertedero se ve influenciado desde aguas abajo, mediante los enfoques teórico y experimental.
Usando las mediciones efectuadas en el vertedero desde aguas abajo, determinar el coeficiente de gasto en esta condición, usando los coeficientes de las tablas (1 y 2). Comparando con elcoeficiente que se obtendría despejando la ecuación (Ec. 2.3), usando el caudal medido a través del aforador de 90°.














2- ANTECEDENTES TEORICOS
El vertedero es triangular, se sabe que en base a cuatro constantes, coeficiente de contraccion (), altura de escurrimiento (), angulo interior del vertedero triangular () y la aceleracion de gravedad () se procede a calcular el caudal circulante :(Ec.2.1)
Luego si consideramos en funcion solo de la altura ya que sabemos que si el ángulo ”” es conocido y la aceleracion de gravedad “” se puede considerar constante, solo quedaria como incognita , por lo que todo lo demas lo reuniremos y lo tomaremos como una nueva constante como sigue:
(Ec.2.11)
Se considera ademas el experimento de Cruz-Coke y Moya quienes lograrongenerar una tabla para el calulo de y a partir de donde este ultimo es la altura minima a partir de la cual se hacen constantes los coeficientes.
Tabla de coeficientes experimentales
Ángulo
60°
90°
120°
 
0.17
0.14
0.12
 
0.32
0.313
0.322
 
0.819
1.384
2.465


La altura crítica se determinara con la siguiente expresión:

Ec.2.12



En los vertederos de pared gruesa se cumplen las...