UNIVERSIDAD RICARDO PALMAFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILLABORATORIO DE INGENIERIA HIDRAULICA

CURSO: MECANICA DE FLUIDOS

PROFESOR: ING. MOGROVEJO GUTIERREZ RUBN ESA

TEMA: CALIBRACION DE ORIFICIOS DE AFORO EN CANALES

GRUPO: 02

ALUMNO: SANDRO CASAS DE LA CRUZ CODIGO: 201021210

INDICE

1. INTRODUCCION

2. OBJETIVOS DEL LABORATORIO

3. RECURSOS DEL LABORATORIO

4. PROCEDIMIENTOS

5. CALCULOS Y RESULTADOS

6. ANEXO

7. CONCLUSIONES

8. BIBLIOGRAFIA

1. INTRODUCCION:El estudio de propiedades hidrulicas en orificio implica deducir las caractersticas que definen propiedades tales como gasto, velocidad, perfiles de chorro, etc. Tomando en cuenta las siguientes variables-Tipo de orificio (si se ubica en canal, tanque o tubera)-Forma de orificio (circular rectangular, etc.)-Tipo de pared (gruesa, delgada)-Aditamento, por ejemplo un tubo corto .Las compuertas hidrulicas son aberturas practicadas en las estructuras hidrulicas para permitir el paso de agua y que incluyen por lo general medios para regular su gasto afluente, condicin que tienen las propiedades hidrulicas de los orificios, que pueden ser de descarga libre o sumergida. Ciertas compuertas de control en canales pueden llamarse compuertas bajo flujo Debido a que el agua pasa por debajo de la estructura. Al disear tales compuertas se debe tener en cuenta la relacin altura-descarga y la distribucin de la presin sobre las superficies de la compuerta para diversas posiciones de esta. 2. OBJETIVOS DEL LABORATORIO: Obtener los coeficientes de correccin del aforo de un orificio rectangular de fondo con flujo con descarga semi confinada.Cv = coeficiente de velocidad.Cc = coeficiente de contraccin. Cg = coeficiente de gasto. Comparar los coeficientes de orificio rectangular obtenidos experimentalmente con los coeficientes de orificios circulares.

3. RECURSOS DEL LABORATORIO:- Canal de pendiente variable.- Compuerta plana.- Rotmetro.- Wincha. 4. PROCEDIMIENTOS: Medir las caractersticas del orificio y el grosor de la pared: apertura del lado menor del orificio, ancho del orificio, espesor de la pared. Establecer un caudal en el canal y esperar que el nivel de la superficie de agua (H), aguas arriba de la compuerta se haga constante. Aguas abajo del orificio a la distancia de 3/5 de a, medir la profundidad e de la varia de agua que sale del orificio. e es la profundidad contrada y siempre e menor que a. Medir las profundidades H y e de aguas arriba y aguas abajo del orificio. Tomar el caudal que indica el rotmetro, mediante la ecuacin de continuidad obtener la velocidad del flujo que sale del orificio (estas sern las velocidades reales Vr). Repetir el procedimiento con cinco caudales diferentes.

Con los datos de la prctica obtener:

CLASIFICACION DE ORIFCIOS:

Coeficiente de velocidad (Cv):

Coeficiente de contraccin:

Coeficiente de gasto:

Calculo de coeficiente de gasto mediante relacin de altura del agua con la altura de la rea terica.

5. CALCULOS Y RESULTADOS:aANCHO ORIFICIO (m)0.030

bBASE DE ORIFICIO (m)0.300

AtaxbAREA TEORICA(m2)0.009

lUBICACIN e (m)=3a/50.018

Ar= e * b (m2) Qr=Ar * Vr (m3/s)ENSAYO N1H(m)e(m)b(m)Ar(m2)Q(m3/h)Q(m3/s)Vr(m/s)

10.1000.0220.30.0066200.00560.84

2 0.1380.0220.30.0066250.00691.05

30.2450.0210.30.0063300.00831.32

40.260.0210.30.0063350.00971.54

50.290.0200.30.0060400.01111.85

At= a * b (m2) Qt = At * Vt (m3/s) Cc=e/a

ENSAYO N1H(m)Vt(m/s)Vr(m/s)Cve(m)a(m)CcCg

10.1001.400.840.600.0220.0300.730.44

20.1381.651.050.640.0220.0300.730.47

30.2452.191.320.600.0210.0300.700.42

40.2602.261.540.680.0210.0300.700.48

50.2902.391.850.780.0200.0300.670.52

ENSAYO N1e(m)Vr(m/s) (m2/s)REYNOLDS

10.0220.841.33E-0613923.70

20.0221.051.33E-0617404.62

30.0211.321.33E-0620885.55

40.0211.541.33E-0624366.47

50.0201.851.33E-0627847.40

Cv,Cc,Cg vs Numero de Reynolds

Cv vs Numero de Reynolds

6. ANEXO: El vertedero hidrulico o aliviadero es una estructura hidrulica destinada a permitir el pase, libre o controlado, del agua en los escurrimientos superficiales; siendo el aliviadero en exclusiva para el desage y no para la medicin. Existen diversos tipos segn la forma y uso que se haga de ellos, a veces de forma controlada y otras veces como medida de seguridad en caso de tormentas en presas.

Vertedero como elemento de canal:Los vertederos se usan conjuntamente con las compuertas para mantener un ro navegable o para proveer del nivel necesario a la navegacin. En este caso, el vertedero est construido significativamente ms largo que el ancho del ro, formando una "U" o haciendo diagonales, perpendicularmente al paso. Dado que el vertedero es la parte donde el agua se desborda, un vertedero largo permite pasar una mayor cantidad de agua con un pequeo incremento en la profundidad de derrame. Esto se hace con el fin de minimizar las fluctuaciones en el nivel de ro aguas arriba.[1]Los vertederos permiten a los hidrlogos un mtodo simple para medir el caudal en flujos de agua. Conocida la geometra de la zona alta del vertedero y el nivel del agua sobre el vertedero, se conoce que el lquido pasa de rgimen lento a rpido, y encima del vertedero de pared gruesa, el agua adopta el calado crtico.Los vertederos son muy utilizados en ros para mantener el nivel del agua y ser aprovechado como lagos, zona de navegacin y de esparcimiento. Los molinos hidrulicos suelen usar presas para subir el nivel del agua y aprovechar el salto para mover las turbinas.Debido a que un vertedero incrementa el contenido en oxgeno del agua que pasa sobre la cresta, puede generar un efecto benfico en la ecologa local del ro. Una represa reduce artificialmente la velocidad del agua, lo que puede incrementar los procesos de sedimentacin, aguas arriba; y un incremento de la capacidad de erosin aguas abajo. La represa donde se sita el vertedero, al crear un desnivel, representa una barrera para los peces migratorios, que no pueden saltar de niveles.Los vertederos pueden ser clasificados de varias formas: Por su localizacin en relacin a la estructura principal: Vertederos frontales Vertederos laterales Vertederos tulipa; este tipo de vertedero se sita fuera de la presa y la descarga puede estar fuera del cauce aguas abajo. (Vertedero tulipa descargando agua) Desde el punto de vista de los instrumentos para el control del caudal vertido: Vertederos libres, sin control. Vertederos controlados por compuertas. Desde el punto de vista de la pared donde se produce el vertimiento: Vertedero de pared delgada Vertedero de pared gruesa Vertedero con perfil hidrulico Desde el punto de vista de la seccin por la cual se da el vertimiento: Rectangulares Trapezoidales Triangulares Circulares Lineales, en estos el caudal vertido es una funcin lineal del tirante de agua sobre la cresta Desde el punto de vista de su funcionamiento, en relacin al nivel aguas abajo: Vertedero libre, no influenciado por el nivel aguas abajo Vertedero ahogado

Desde el punto de vista de su funcin principal Descarga de demasas, permitiendo la salida del exceso de agua de las represas, ya sea en forma libre, controlada o mixta, en este caso, el vertedero es tambin conocido como aliviadero. Estas estructuras son las encargadas de garantizar la seguridad de la obra hidrulica como un todo; Como instrumento para medir el caudal, ya sea en forma permanente, en cuyo caso se asocia con una medicin y registro de nivel permanente, o en una instalacin provisional, para aforar fuentes, o manantiales; Como estructura destinada al mantenimiento de un nivel poco variable aguas arriba, ya sea en un ro, donde se quiere mejorar o garantizar la navegacin independientemente del caudal de este; o en un canal de riego donde se quiera garantizar un nivel poco variable aguas arriba, donde se ubica una toma para un canal derivado. En este caso se trata de vertederos de longitud mayor que el ancho del ro o canal. La longitud del vertedero se calcula en funcin de la variacin de nivel que se quiere permitir; Como dispositivo para permitir la salida de la lmina superficial del agua en decantadores en plantas potabilizadoras de agua; Como estructuras de reparticin de caudales. Como estructura destinada a aumentar la aireacin (oxigenacin) en causes naturales favoreciendo de esta forma la capacidad de autodepuracin de sus aguas. En este caso se trata siempre de vertederos de paredes gruesas, ms asimilables asaltos de fondo

7. CONCLUSIONES:- La importancia de la variacin de los caudales por medio del diferente tipo de aforo en este caso fue el de compuerta semi abierta de forma rectangular

- Los coeficientes hallados en este laboratorio corrigen el error generado .Se sabe que el caudal es constante en un fluido, experimentalmente no cumple con lo terico por eso estos coeficientes hallados rectifican el error

- EL flujo que se transporta cambia de intensidad al pasar la compuerta se vuelve ms turbulento. Debido a que se le disminuye el rea de trasporte.

- La prdida de energa generada por la friccin del fluido con la compuerta.

7. BIBLIOGRAFIA:www.bdigital.unal.edu.co/5973/* Libro Shames* Libro Robert Mott