USO DE ESTRCUTURAS PARA MEDICION DE CAUDAL A SUPERFICIE LIBRE

USO DE ESTRCUTURAS PARA MEDICION DE CAUDAL A SUPERFICIE LIBRE-VERTEDEROS

Introducción
Siempre que se trabaja con un fluido, existe la necesidad de realizar un conteo de la cantidad que se transporta, para lo cual utilizamos medidores de flujo. Algunos de ellos miden la velocidad de flujo de manera directa y otros miden la velocidad promedio, y aplicando la ecuación de continuidad y la deenergía se calcula la velocidad
Los vertederos son simples aberturas sobre las que se desliza un líquido. Puede ser entendido como orificios cuya arista superior esta sobre el nivel de la superficie libre del líquido. Se suelen usar para medir caudales conductores libres.
Los vertederos se utilizan como instrumentos de medición de caudales más antiguos, simples y confiables para medir el flujo del aguaen un canal si se dispone de suficiente caída y la cantidad de agua a medir no es muy grande.
Marco teórico
Vertederos de pared delgada
El caudal en un canal abierto puede ser medido mediante un vertedor, que es una obstrucción hecha en el canal para que él liquido retroceda un poco atrás y fluya sobre o a través de ella. Si se mide la altura de la superficie liquida de la corriente arriba esposible determinar el caudal. Los vertederos, construidos con una hoja de metal u otro material, que permitan que el chorro o manto salgan libremente reciben el nombre de vertederos de pared delgada.
Debe haber una posa de amortiguación o un canal acceso aguas arriba para calmar cualquier turbulencia y lograr que el agua se acerque al vertedero lenta y suavemente.
Para tener mediciones precisas elancho del canal de acceso debe equivaler a ocho veces el ancho del vertedero y debe extenderse aguas arriba 15 veces la profundidad de la corriente sobre el vertedero.


Donde:
B: Longitud de la cresta del vertedero.
B: Ancho del canal de acceso
h: Carga del vertedero. es el desnivel entre la superficie libre de aguas arriba y la cresta del vertedero
a: carga sobre la cresta
P: Altura o cota de lacresta, referida al fondo del canal
Z: Espesor de la lamina de agua, aguas abajo del vertedero
L : Distancia mínima, aguas arriba del vertedero, a la cual se coloca el medidor de niveles (limnimetro). L.mayor o igual que 5h.
e: Espesor de la pared del vertedero
H: Espesor de la lamina de agua, aguas arriba del vertedero.
El chorro descargado a través de la escotadura del vertedero, modelado porla cresta, forma una hoja llamada napa o lamina vertiente.

No existe presiones pues ambas son cero


Por la faja de espesor




Dado que V1 es minima la ecuación se simplifica

Con el Cd de experimentación

Un vertedero rectangular da como dato

Tipos de lámina vertiente.
Cuando el aire atmosférico rodea completa y externamente a la lámina vertiente y esta se despega totalmente de la cara deaguas abajo del vertedero, se dice que este es de lámina libre.
En el caso de un vertedero rectangular, sin contracciones laterales, esto es, con longitud de cresta igual al ancho de la plantilla del canal de acceso, el espacio situado bajo la lámina de agua estará incomunicado con la atmósfera exterior, y el escurrimiento puede tomar una de las siguientes formas:

Lamina libre. Ya descritaanteriormente. Se obtiene mediante la instalación de orificios de ventilación en las paredes del canal.

Lamina abatida. Se presenta cuando la ventilación es insuficiente, lo cual permite el enrarecimiento del aire situado debajo de la lámina, disminuyendo su presión. Debido a la presión atmosférica que actúa sobre ella, tiende a adherirse al vertedero.

Lamina adherente. Es el caso de menor aireación dela lámina vertiente; es decir, la ventilación por debajo de la lámina vertiente es nula. Se presenta para pequeñas cargas h, en cuyo caso la velocidad es insuficiente para despegar la lámina.

Lamina ahogada inferiormente. Ocurre al aumentar la carga de un vertedero de lámina adherente, sin que el aire pueda entrar por debajo del manto inferior de la lámina, como se muestra en la figura. El...