Orifioc Y Vertederos

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

LABORATORIO DE HIDRÁULICA
HIDRÁULICA BÁSICA
PRÁCTICA 3

ORIFICIOS Y VERTEDORES

LABORATORIO
DE HIDRAULICA

OBJETIVO
Analizar la descarga de un orificio de pared delgada y medir sus
características hidráulicas.
Analizar la descarga de un vertedor triangular de pared delgada.
ANTECEDENTES
Ð
Ð
Ð
Ð
Ð

Ecuación de continuidad.
Ecuacionesde gasto para orificios y vertedores de pared delgada.
Ecuación de Bernoulli.
Coeficientes de gasto para orificios y vertedores.
Ecuación de gasto para vertedores de sección triangular.
Figura 2. Depósito bajo carga constante

DESARROLLO
Orificio lateral con carga constante

Vertedor triangular

1. Medir el diámetro D0 del orificio, en m
D0 = ____________ m

1. Medir las característicasgeométricas del vertedor y del tanque
aforador, como se muestra en la figura 3.

2. Establecer un gasto con el vertedor de carga constante y medir:

B =__________m

a. Carga H sobre el orificio, en m, como el desnivel entre la
superficie libre del agua y el centro de gravedad del
orificio.
b. El volumen Vol en la probeta, en m3 y tiempo de aforo ta
en s.

a =__________m
l =__________m

3. Repetir elprocedimiento para cuatro diferentes gastos.
θ = 60 °

4. Registrar la temperatura T del agua, en oC.
T = ___________ °C
Evento
1
2
3
4
5

H (m)

Vol (m3)

ta (s)

Figura 3. Estructura de vertedor
triangular con tanque aforador
2.

Medir el nivel de la superficie libre del agua en la cresta del
vertedor NC con el limnímetro de gancho.
NC = __________m

Figura 1. Descarga a través del orificiohttp://dicyg.fi-c.unam.mx/~labhidraulica

Semestre 2010-1

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

3.

FACULTAD DE INGENIERÍA

Establecer un gasto, medir el nivel de la superficie libre del
agua sobre el vertedor NSA, y tomar el tiempo de llenado t, en el
tanque de aforo para una altura Δz fija. Repetir para cuatro
gastos más.

4.

Calcular el error en porciento entre los gastos obtenidos en el
inciso 1ay el punto 3.

e =
5.

Qvol - Q
× 100%
Qvol

Dibujar en papel milimétrico las curvas de gastos Qvol-H y Q-H.

Vertedor triangular
6.

a. El gasto aforado en el tanque como:
Vol
Qvol =
,
Vol = a × l × Δz
t
donde

Figura 4. Vertedor triangular

Evento
1
2
3
4
5

NSA (m)

Δz (m)

Calcular para cada evento:

Δz

b. El coeficiente de descarga experimental Cexp con el gasto
obtenido en el incisoanterior.
Q
Cexp = vol
5
h 2
donde
h carga sobre el vertedor en m, como
h = |NSA-NC|

MEMORIA DE CÁLCULO
Orificio lateral con carga constante
1. Calcular para cada carga:
a. El gasto aforado volumétricamente, en m3/s.
Vol
Qvol =
ta

c. El coeficiente de descarga C con la expresión de la
Universidad Católica de Chile
8
⎛θ ⎞
C=
2 g tan ⎜ ⎟ μK
15
⎝2⎠
donde

b. El coeficiente experimental de gasto odescarga
Qvol
C d exp =
A0 2 gH

g

donde
A0 área del orificio, en m2.

θ
μ

c. El número de Reynolds

Re =
donde

K

2 gH D0

ν

B

ν viscosidad cinemática del agua, en m /s,
2

3.

Q = Ch

Obtener a partir del número de Reynolds y la figura 6.4 de la
referencia 1, el coeficiente de gasto Cd.

coeficiente de gasto, adimensional
área del orificio lateral, en m2
aceleración de la gravedad, en m/s2
carga odesnivel entre la superficie libre y el centro de
gravedad del orificio, en m

http://dicyg.fi-c.unam.mx/~labhidraulica

5

2

donde

Q

Calcular el gasto Q del orificio, en m3/s, correspondiente a la
carga medida, con el coeficiente de descarga obtenido en el
inciso anterior.
Q = Cd A0 2 gH
donde

Cd
A0
g
H

aceleración de la gravedad, en m/s2
ángulo en el vértice del vertedor de aforocoeficiente experimental que depende de h y θ,
según la figura 7.9 de la referencia 1
coeficiente que depende de B/h, según la figura
7.10 de la referencia 1
ancho del canal de aproximación

d. El gasto Q

Consultar la figura 1.8 de la referencia 1.
2.

gasto volumétrico, en m3 / s
volumen de agua en el tanque, en m3
tiempo de aforo, en s
dimensiones de ancho y largo del tanque de
aforo del vertedor...