orificios y vertederos
Orificio es toda abertura realizada o existente en un depósito, por debajo del nivel superior del líquido, ya sea en la pared lateral o en el fondo. Es usualmente redonda a través de la cual fluye el fluido.
Orificio en pared delgada
Se puede suponer que la lámina líquida que sale, toca a la pared sólo en una arista. Debido a la viscosidad y al rozamiento existente en laproximidad de las paredes, la velocidad de salida es menor que la calculada teóricamente es decir,
En la que es un coeficiente de reducción de velocidad, comprendido entre, 0,96 < < 0,99; esto supone que la velocidad de salida real puede proponerse en función a un altura h1, en la forma,
; ;
La diferencia entre h1 y h determina la altura correspondiente a la pérdida de carga delorificio, es decir,
En la que, es el coeficiente de perdida de carga.
Orificio en pared gruesa
Se pueden dar dos casos:
Que desde el contorno se separe la vena liquida de la pared.
Que la vena liquida quede adherida a la misma.
En general se podrá tomar un valor medio igual a, = 0,60, cuando el borde inferior del orificio esa mas alto que el fondo del recipiente y valores0,65 < < 0,70, para los prolongados en el canal en los que el borde inferior del orificio está en el fondo.
Para este último caso y para números de Reynolds inferiores a un cierto valor, la influencia de la viscosidad es tan grande que la vena se adhiere a la pared, despegándose al aumentar.
La velocidad en la sección contraída se puede poner en la forma
Que proporciona un caudal Q para uncoeficiente de contracción, de la forma,
Orificio libre.
Es aquél en el cual el chorro de agua sale a presión atmosférica, es decir que, tiene una carga hidráulica aguas arriba del mismo pero sale a la atmósfera.
Orificio sumergido
Si un orificio descarga completamente dentro del agua, recibe el nombre de “sumergido”. Estos orificios son de uso frecuente en las obras de ingenieríacomo en las esclusas, canales de escape, compuertas de marea, y muchas otras construcciones.
Supóngase dos recipientes como se muestra en la figura, expuesto a la presión atmosférica. Se tendrá entonces para los puntos “o” y “s”
de donde:
Se demuestra entonces fácilmente que el valor teórico de la velocidad es, donde H es la diferencia entre los niveles de agua. El gasto será, comoantes:
Orificios Con Contracción Parcial
Cuando el orificio está en contacto con el fondo o pared lateral se suprime la curvatura de las líneas de corriente que se encuentran de ese lado.
Orificios Con Contracción Incompleta
Cuando la contracción de las líneas de corriente puede hacerse menos pronunciadas mediante disposiciones.
Orificios Totalmente Sumergidos
Cuando el nivelde aguas abajo está por encima del borde superior al orificio.
Orificios Parcialmente Sumergidos
Cuando el nivel de aguas abajo esta entre el borde superior y el borde superior y el borde inferior del orificio.
En los orificios totalmente sumergidos y parcialmente sumergidos la vena liquida rige la luz hidrostática. Mientras en los otros cuando la vena descarga en la atmosfera pared esconstante.
En los orificios de pared gruesa la vena se contrae en la entrada y se ensancha después hasta llenar el tubo y generando así una pérdida de carga.
Los orificios de pared delgada se caracterizan por la contracción; mientras que los orificios de pared gruesa se caracterizan por la pérdida de carga en la entrada por fricción y contracción final.
Uso de los orificios
Se utiliza paramedir el caudal de salida desde un depósito o a través de una tubería.
En un embalse o tanque el orificio puede estar en la pared o en el fondo y puede tener bordes agudos o redondeados donde el área del orificio es el área de la abertura.
Cuando los bordes son agudos el chorro se contrae a lo lago de corta distancia de aproximadamente de un radio hacia aguas abajo de la abertura y el...
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