“Descarga a través de vertederos e Impacto del chorro de agua sobres superficies”

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA

Informe N°3 de Laboratorio
Temas: “Descarga a través de vertederos e Impacto del chorro de agua sobres superficies”
Curso: Mecánica de Fluidos

Alumno:
Oviedo Yupanqui, Gino F


Profesor: Ramos, Cayo
Grupo de práctica: *

La Molina, Lima del 2012
I. TEMA 1: Descarga a travésde Vertederos

II. OBJETIVOS:
Encontrar las ecuaciones que relacionen la altura sobre la cresta del vertedero (H) y la descarga (Q).
III. MARCO TEORICO:

1. Vertederos:
Un vertedero es un dique o pared que intercepta una corriente de un líquido con superficie libre, causando una elevación del nivel del fluido aguas arriba de la misma.
Los vertederos se emplean bien para controlar esenivel, es decir, mantener un nivel aguas arriba que no exceda un valor límite, o bien para medir el caudal circulante por un canal. Como vertedero de medida, el caudal depende de la altura de la superficie libre del canal aguas arriba, además de depender de la geometría; por ello, un vertedero resulta un medidor sencillo pero efectivo de caudal en canales abiertos.
En general las principalesfunciones de un vertedero son:
Control del nivel en embalses, canales, depósitos, estanques, etc.
Aforo o medición de caudales.
Elevar el nivel del agua.
Evacuación de crecientes o derivación de un determinado caudal a estas estructuras se las denomina aliviaderos.


2. Tipos de vertederos:
Los vertederos pueden clasificarse de la siguiente manera:
Según la altura de la lamina de fluidoaguas abajo, en vertederos de lámina libre si ´z < zc (Figura 1a), y vertederos sumergidos si ´z > zc (Figura 1b).

Según la disposición en planta del vertedero con relación a la corriente, en vertederos normales (Figura 2a), vertederos inclinados (Figura 2b), vertederos quebrados (Figura 2c) y vertederos curvilíneos (Figura 2d).


Según el espesor de la cresta o pared, en vertederos decresta afilada (Figura3a) y vertederos de cresta ancha (Figura 3b).


Los vertederos de cresta afilada sirven para medir caudales con gran precisión, mientras que los vertederos de cresta ancha desaguan un caudal mayor. De aquí la diferencia de aplicaciones entre ambos: los de cresta afilada se emplean para medir caudales y los de cresta ancha, como parte de una presa o de otra estructurahidráulica, para el control del nivel. En esta práctica se tratará con vertederos de cresta afilada.
Dichos vertederos también se clasifican según la forma de la abertura en: rectangulares (Figura 4a), trapezoidales (Figura 4b), triangulares (Figura 4c) y parabólicos (Figura 4d).

Para la medida de caudal con vertederos, la precisión de la medida solamente se puede garantizar si el vertedero está bienventilado en la zona de descarga, por el lado de aguas abajo. Si, en cambio, el vertedero no está ventilado, como las líneas de corriente se van curvando en torno a la cresta del vertedero, se produce una depresión sobre la zona posterior de la pared del vertedero, con lo que el agua tiende a pegarse a la pared. El efecto final de esta succión es que en conjunto la lámina de líquido sobre elvertedero baja de nivel y, en definitiva, la relación entre el caudal y la altura de la superficie libre aguas arriba, H, se modifica.
3. Vertedero Rectangular:
Considérese el flujo a lo largo de un canal en las proximidades de un vertedero, con la notación que se muestra en la Figura 6, donde L es el ancho del vertedero.
Aguas arriba del vertedero, punto 1, se supone que la velocidad esinsignificante (1v ≈ 0), y en el punto 2, en la vena contracta, se supone que las líneas de corriente son paralelas, es decir, que no existe variación de la presión a través de la vena, por lo que la presión es la atmosférica (patmp ≈ p = 0). Planteando entonces la ecuación de Bernoulli entre los puntos 1 y 2, y despreciando las pérdidas, se obtiene:

La geometría mostrada en la Figura 6 pone de...