Hidraulica

PRÁCTICA VERTEDORES: TRIANGULAR, RESTANGULAR Y CIPOLLETTI

INTRODUCCIÓN


















OBJETIVOS
Observar la circulación de agua en diferentes de vertedores.
Obtener la relación Q-H para los vertedores Cipolletti, rectangular con contracciones y rectangular sin contracciones.
Verificar que para una misma carga, el vertedor Cipolletti da el mismo gasto que unvertedor rectangular con igual longitud de cresta, funcionando sin contracciones laterales.

ASPECTOS TEÓRICOS
Cuando la descarga del líquido fluye por encima de una placa y a superficie libre, se dice que es un vertedor. La arista de la placa donde hace contacto la lámina del líquido, se llama cresta del vertedor. La diferencia entre la superficie libre del agua y la cresta, recibe el nombre decarga (H), la cual debe ser medida a una distancia suficientemente grande (> 4H) aguas arriba, por el abatimiento que se da en la descarga. Otro elemento importante es la longitud (L) del vertedor que es la longitud de la cresta.

Los vertedores pueden clasificarse de acuerdo a diferentes factores.
Por su geometría: rectangular, triangular y trapecial que son los más usuales. Existen de otrasformas, como el circular, proporcional (parabólico), tipo H, etc.

Por su planta: de panta recta, planta curva y planta combinada. El adjetivo se refiere, a la forma que tiene la cresta vista en planta. De planta recta son los mas comunes; de planta curva se tiene por ejemplo el vertedor en abanico que es para dar una mayor longitud de vertedor de un mismo espacio, igualmente se tiene elvertedor en embudo; de planta combinada en cuando un tramo de la cresta es curvo y otro es recto, como es el caso de los vertedores de canal lateral, que se usan para dar la longitud de vertido requerida, en forma paralela a la corriente.
Por el espesor de la pared: de pared delgada y de pared gruesa (espesor > 0.66 H). Comúnmente, los vertedores de pared delgada que tienen un perfil con arista aguda,se utilizan como dispositivos de aforo en el laboratorio o en pequeños canales. Los de pared gruesa son más utilizados como estructuras de control en obras de excedencia.

Por su descarga: descarga libre y descarga ahogada, se dice que es descarga libre, cuando el nivel de aguas abajo del vertedor esta por debajo del nivel de la cresta, permitiendo que el aire circule fácilmente bajo elchorro; en caso contrario, se dice que funciona como descarga ahogada.

Por su posición con respecto a la dirección del flujo: descarga frontal y descarga lateral. Un vertedor es de descarga frontal, cuando esta colocado en forma transversal a la dirección del flujo, siendo de este tipo los mas comunes; de descarga lateral es cuando esta colocado paralelo a la dirección del flujo, como son elvertedor de canal lateral utilizado en almacenamientos y el vertedor de desfogue utilizado en canales, cumpliendo ambos la función de obra de excedencias.

Por su longitud de cresta en relación al ancho del canal de acceso: sin contracciones laterales y con contracciones laterales (una o dos contracciones). Las contracciones se forman porque las paredes laterales del canal de acceso no coinciden conlas escotaduras (la longitud de cresta es menor que el ancho del canal). Si B es el ancho del canal, se tendrá contracción lateral completa si (B – H)/2 ≥ 2H. Es decir, si la magnitud de la pared que sobresale en le canal de llegada es igual a mayor que dos veces la carga. Existe también la contracción de fondo, la cual para que sea completa, debe cumplir que P ≥ 3H, donde P es la altura de lacresta con respecto al piso del canal de llegada.

Por su velocidad de llegada: con velocidad de llegada y sin velocidad de llegada. La velocidad de llegada puede considerarse despreciable, cuando P/Ho ≥ 1, es decir, cuando la altura de la cresta es mayor o igual que la carga diseño (Ho).

Vertedor rectangular
El gasto que circula en un vertedor rectangular, sin velocidad de llegada y sin...