Laboratorio de orificios (hidraulica)

“ORIFICIOS DE DESCARGA LIBRE”
LABORATORIO No 6

Presentado a: Ing. Sandra charry.

Presentado por: Luis Eduardo Rubiano

Hidráulica 1- Lab

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA
Bogotá D.C
Noviembre 23-10

INDICE

• Objetivos

• Marco Teórico

• Lista de instrumentos a utilizar

• Esquema de la instalación

• Procedimientos

• Datos

• Datos,gráficos y resultados

• Preguntas

• Problema

• Conclusiones

• Bibliografía

OBJETIVOS

• Realizar el experimento de los orificios de descarga libre.

• Encontrar experimentalmente los coeficientes de velocidad, contracción y descarga, y compararlos con los valores teóricos a través de la figura 6.3.

• Determinar como se comportan los coeficientes conrespecto al número de Reynolds, y observar que carga mínima es necesaria para conseguir la condición cuando Re es superior a 10^5.

• Comprobar mediante las ecuaciones de tiro parabólico el punto de intersección de dos chorros con diferente altura medido en el laboratorio, teniendo en cuenta que hay varia formas de hacerlos y una de ellas también puede ser realizando la gráfica, encontrando lasecuaciones y observando el punto de corte de las líneas en la gráfica.

• Verificar tiempo de descarga de uno de los orificios circulares, midiendo el tiempo que tarda en bajar el nivel del tanque hasta el centro de gravedad del agujero, y comparar con el valor obtenido por fórmula.

• Para los tres orificios que se descargan simultáneamente, encontrar expresiones(integrales), querelacionen las respectivas áreas y alturas; para poder obtener tiempos de evacuación calculados y poderlos comparar con los hallados experimentalmente.

MARCO TEÓRICO

Desde el punto de vista hidráulico, los orificios son perforaciones, generalmente de forma regular y perímetro cerrado, colocados por debajo de la superficie libre del agua en depósitos o almacenamientos, tanques, canales otuberías.

En el caso de los orificios de descarga libre puede definirse si un orificio es de pequeñas dimensiones si estas son mucho menores que la profundidad a la que se encuentra: su dimensión vertical igual o inferior a un tercio de la profundidad del agua medida hasta su centro de gravedad. En caso contrario se dice que es un orificio de grandes dimensiones.

Es una abertura usualmente redonda,a través de la cual fluye el fluido, la geometría de este puede ser redondeada o tener bordes agudos.

Algunos conceptos básicos de los orificios son:

• La cabeza de energía H sobre el orificio que es la distancia desde el centro del orificio hasta la superficie libre.

• La porción del flujo que se aproxima a lo largo de la pared no puede hacer un giro en ángulo recto en laabertura y, por consiguiente, mantiene una componente de velocidad radial que reduce el área del chorro. El área en la sección transversal donde la contracción es máxima se conoce como la “vena contracta”.
[pic]

La Ecuación de Bernoulli desde el punto 1 en la superficie libre hasta el centro de la vena contracta, punto 2, con la presión atmosférica local como dato y el punto 2 como el dato deelevación, despreciando las pérdidas, se escribe como,

[pic]
Reemplazando los datos

[pic]

[pic]

Siendo ésta la velocidad teórica, debido a que se despreciaron las pérdidas entre los dos puntos.

Ahora viene el concepto de coeficiente de velocidad [pic] , el cual relaciona la velocidad real [pic] y la velocidad teórica [pic].

[pic]

[pic]

El caudal real [pic] del orificio es elproducto de la velocidad real en la vena contracta y el área del chorro. La relación entre el área del chorro [pic] en la vena contracta con respecto al área del orificio [pic] es conocido como el coeficiente de contracción [pic],

[pic]

El área de la vena contracta es [pic], entonces el caudal real es

[pic], ahora

El coeficiente de descarga [pic] combina los dos coeficientes [pic]...