Hidr Ulica N 4

INFORME N°4
VERTEDORES

1.- OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO:
Estudiar experimentalmente los vertedores como estructuras hidráulicas concebidas para el control de niveles y medición de caudales.
Definir la curva de calibración de un vertedor de cresta delgada.
Verificar la validez de las ecuaciones empíricas para el cálculo de gastos y compararlo con el valor experimental.
2.- FUNDAMENTO TEORICO:
Unvertedor consiste en una obstrucción en el canal, en el cual el líquido se acumula, para después pasar a través de él, por una abertura de forma geométrica predeterminada. La relación entre el nivel del liquido “agua arriba” del vertedor y el caudal circulante se puede determinar experimentalmente. Como consecuencia, el caudal se puede determinar, con la lectura de la altura de la superficie dellíquido.
Los vertedores construidos de una hoja de metal o de otro material, de tal manera que el choro salte con libertad conforme deja la cara aguas arribas del vertedor, reciben el nombre de vertedores de cresta delgada.
Las principales funciones de los vertedores son:
Control de 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.





Vertedor de cresta delgada
Los vertedores son estructuras utilizadas frecuentemente para la medición de caudales; sin embargo, cuando se instalan en corrientes naturales tienen la desventaja que se colmatan de sedimentos.
Requisitos generales de instalación de vertedores:
a) El vertedor deberá ubicarse en canales desección uniforme y alineamiento recto aguas arriba, en una longitud mayor de 20H.
b) El vertedor debe instalarse normalmente al flujo y la cresta debe estar perfectamente lisa y nivelada.
c) La lectura de la carga H sobre la cresta se mide con una regla graduada o limnímetro ubicado por lo menos a una distancia 3.5 veces la carga máxima hacia aguas arriba.
d) Para asegurar su funcionamiento con descargalibre, debe instalarse un dispositivo de ventilación que comunique la cara aguas abajo del vertedor con la atmósfera.
e) Si la instalación del vertedor es permanente, debe dejarse un dispositivo de drenaje para evacuar los sedimentos depositados.
f) Se recomienda que la cresta sea de material resistente a la corrosión como bronce, acero, plástico y con la arista viva.
Clasificación de losVertedores:
Según su forma geométrica:
Solo se hará referencia a los vertedores rectangular y trapezoidal.
Vertedores Triangulares
Vertedores Rectangulares









Vertedor de cresta delgada sin contracciones.
Aplicando la ecuación de energía entre los puntos 1 y 2, se obtiene una expresión para el caudal:

Donde:





La ecuación (1) no considera las pérdidas por fricción en el tramo, ni los efectosde tensión superficial, por lo tanto el caudal real es menor que el caudal teórico, por tal razón se introduce un coeficiente que permita incluir estas consideraciones:


Despreciando la influencia de la velocidad de llegada al vertedor, la ecuación (2) se simplifica de la siguiente forma:

Vertedores Trapezoidales de Cipolleti
Este vertedor ha sido diseñado con el fin de disminuir el efecto delas contracciones que se presentan en un vertedor rectangular contraído.
El gasto se considera formado de dos partes:
a) Una parte a través de la abertura rectangular.
b) Otra parte a través de los triángulos.
La condición de Cipolletti es:
Es decir, tan α = 1/4 . Esto implica α = 14º 2'.

Experimentalmente se ha determinado que el coeficiente de gasto de un vertedor Cipolletti es 𝜇=0,63. Elgasto en el vertedor Cipolletti es el correspondiente a un vertedor rectangular de longitud L, sin contracciones.

De la ecuación (5) se puede obtener la ecuación del coeficiente de gasto del vertedor (𝜇):

L es la base del trapecio. En el sistema métrico:

Donde:




La ecuación (6) es válida si 0,08m ≤H ≤0,60m; a ≥2H; L≥3H y P≥3H.




Formulas Empíricas para obtención de Caudales
Fórmula...