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CALIBRACIÓN DE VERTEDERO RECTANGULAR
1.- Introducción
Un vertedero es una obstrucción en la solera de un canal que debe ser sobrepasado por una corriente; puede interpretarse también, como un orificio descubierto en su parte superior, o como un muro que interrumpiendo una corriente de agua, obliga al líquido a derramarse por el borde del mismo; son pues, orificios incompletos.
En generalun vertedero suele tener una de las dos finalidades siguientes: a) medir caudales y b) permitir el rebose de líquidos contenidos en un reservorio o del que circula en un rio o canal.
2.- Objetivos
2.1.- Objetivo General
- Encontrar el coeficiente de descarga que corresponde al vertedor rectangular de pared delgada.
2.2.- Objetivos Específicos
Medir las diferentes alturas de agua paracada caudal en cuestión.
Establecer la relación existente entre la altura del agua sobre la cresta del vertedero y el caudal producido.
Encontrar la ecuación de un vertedero rectangular para calibrar el mismo.
3.- Marco Teórico
Para ciertas geometrías, las más simples y usuales, el caudal Q se correlaciona con la altura h, aguas arriba del vertedero, pudiéndose interpretar también el vertederocomo un medidor elemental, pero efectivo, del caudal en canales abiertos.
Pueden ser, libres y sumergidos, según que el nivel del agua, aguas abajo del vertedero sea inferior o superior, respectivamente, al del umbral.
También pueden ser:
a) Con contracción completa y perfecta, para lo cual, la longitud del umbral tiene que ser menor que la anchura del canal
b) Con contracción incompleta, siendoa longitud del umbral igual a la anchura del canal.
Por lo que respecta al espesor de la pared, se tienen los vertederos en pared delgada, cuando el borde de la pared sobre la cual vierte es un arista viva, por cuanto el agua o líquido que se derrama tiene que tocar al vertedero sólo en esa arista, mientras que en pared gruesa sucede el caso contrario.
En ambos casos, pared delgada o gruesa, elflujo aguas arriba es subcrítico, acelerándose a crítico cerca de la cima del vertedero y rebosando en forma de lámina supercrítica, chapotea en la corriente aguas abajo. El caudal q por unidad de anchura, es proporcional a, h 3/2.
189928536989100La altura o carga h es la distancia existente entre la superficie libre del agua a cierta distancia del vertedero aguas arriba, y el umbral o crestadel mismo. Suele estar entre 2 y 4 metros del vertedero.
La forma más conveniente es la rectangular, aunque existen vertederos de forma triangular, trapecial y circular.
La característica de un vertedero se define como la función, q = f(h).
Red de corriente de un vertedero de pared delgada con napa vertiente libre.
Aplicación de losvertederos
Está presente por ejemplo en obras hidráulicas como en una presa, se construyen vertederos para que cumplan la función de aliviaderos. Sin embargo, son a la vez estructuras aforadas, es decir, que miden caudales.
Es también conveniente utilizar para aforos de caudales pequeños de agua, vertederos en forma de rectángulo. Se desprecia la contracción de la lámina para el cálculo teóricodel caudal.
Un vertedero de aforo es necesario en obras hidráulicas, ya que el caudal de un canal abierto puede medirse con un vertedero, el cual es una obstrucción del canal que obliga al líquido a estancarse detrás y a verter por encima de él.
Los vertederos se construyen de chapa de acero o de otro material, de tal manera que si el chorro o lámina sólo toca en una arista de la cresta se lallama vertedero de pared delgada, y en cambio sí toca en una cierta porción de la cresta e denomina vertedero de pared gruesa.
Estudios realizados en vertederos
J. N. Brodley estudia y obtiene coeficientes de descarga de los vertederos de desborde para alturas diferentes que la de diseño.
También realizó comparaciones Buehler que junto con Brodley han mostrado que dan descargas con gran...