DESCARGA POR VERTEDEROSI. OBJETIVOS Estudiar la ley del escurrimiento del agua por un vertedero Determinar experimentalmente la ecuacin y el coeficiente de descarga de un vertedero triangularII. FUNDAMENTO TEORICOLos vertederos se pueden definir como simples aperturas a travs de las cuales fluye un liquido cuya superficie libre generalmente est en contacto con la atmosfera. Se puede decir que son canales sin la tapa en la parte superior y que son utilizados para medir caudales y controlar el flujo que sale de un depsito o estanque.Los vertederos segn su forma se pueden clasificar en

En esta practica nos avocaremos nicamente en el estudio del vertedero triangular.

Aplicando las leyes de la hidrodinmica se puede llegar a deducir una ecuacin del caudal en funcin de la altura de carga ( ecuacionde escurrimiento )Consideremos una porcin elemental del fluido es decir un diferencial de rea de ancho b, ubicado en una altura h del vrtice y a una distancia genrica y por debajo de la superficie del liquido

Aplicando el teorema de Bernoulli

Efectuando un anlisis en el punto 1 ubicado en la superficie libre del liquido y en el punto 2 ubicado en la porcin elemental del fluido y adema adoptando el nivel de referencia mostrado en la figura se tiene

La ecuacin (10) nos permite caulcular el caudal ideal de escurrimiento en realidad el caudal es menor (caudal real) debido contracciones laterales que sufren las lneas de corriente que pasa por la apertura del vertedero y las turbulencias que se origina al vasiar el agua en el vertederoPara determinar el caudal real, se debe afectar en la ec. (10) por un coefisiente de correcion denominada coeficiente de descarga (Cd)Entonces

El coeficiente de descarga de la forma y dimensiones del vertedero, es decir el coeficiente es distinto si se trata de un vertedero triangular o trapezoidal por ejemplo: En su forma general, la ec.(11) se puede escribir;

Donde ;

III. MATERIALES Y EQUIPOS Vertedero triangular Compuerta de plstico Balanza Cronometro Vernier Vaso de presipitados Resipiente colector de agua Agua EscuadraIV. PROSEDIMIENTOa) Colocamos el vertedero en posicin horizontal con la compuerta cerradab) Escogemos y marcamos cuatro alturas de carga H a partir del vertise del vertederoc) Llenamos con agua el vertedero hasta un nivel ligeramente superior al de la altura de carga H d) Una persona retiro la compuerta dejando salir el agua hasta que el nivel superior se encuentre un poco por ensima de la marca de estudio. En este presiso instante otra persona muy lentamente sin producir turbulencias debe empezar a vaciar el agua en el vertedero con el fin de mantener constante el nivel, es decir hacer coincidir con la marca de estudioe) Una tercera persona debe recolectar el volumen de agua que escurre del vertedero en un sierto intervalo de tiempof) Para determinar el volumen en una mayor aproximacin, utiliza una balanza y emplear la relacin g) Repetir el procedimiento de C) a F) para otras alturas de carga h) Llenamos la hoja de datos

V. ANALISIS DE DATOSPara la siguiente tabla de datos:

149,9270,9334,6390,7

7,6764,985,034,18

149,9270,9334,6390,7

7,514,95,084,26

149,9270,9334,6390,7

7,484,485,054,1

149,9270,9334,6390,7

7,64,825,084,08

Para cada altura determinando el caudal N1234

1.52.02.53.0

149.9270.9334.6390.7

7,574,925,064,16

19,8155,0666,1394,03

L Altura del triangulo: 5.75 cmB Ancho de la escotadura del vertedero: 4.10 cm

g=9770.5 m/s2 Debemos hallar el ngulo de escotaduraAltura del vertedero: (L) 5.75 cmAncho de la parte superior del vertedero: (B) 4.10 cm

GRAFICANDO EL CUDAL PROMEDIO EN FUNCION DE LA ALTURA DE CARGA

Con la ecuacin de caudal:(1)Donde:

Aplicando logaritmos en (1) (2)

Haciendo

Queda la ecuacin

Metiendo datos a la calculadora y expresando resultados en la siguiente tabla.NH(cm)Q(cm3/s)H* = log HQ* = log Q

1149,9019,812,181,30

2270,9055,062,431,74

3334,6066,132,521,82

4390,7094,032,591,97

Con las ecuaciones, donde x = H* ; y = Q*

A = antilog A*A = 6.56*10-3Con los valores obtenidos se tiene La regresin de La forma:

Determinar el valor experimental del coeficiente de descarga

De la ecuacin del caudal

Aplicando logaritmos e igualando

Donde:A = interseccin con la ordenadaB = pendiente de la recta = mK = anti log A

Del ajuste anteriormente realizado

Donde: k = anti log A = 1.015 B = m = 1.601

Ahora para hallar el coeficiente de descarga

VI. CONCLUSIONES Se pudo observar con el coeficiente de descarga que el valor obtenido se aproxima a la unidad que es cuando el caudal real es igual al ideal, tal como se esperaba en el experimento.

Con todo esto se concluye a los datos por tanto al obtener el coeficiente de descarga si pudo evidenciar que no era el resultado que esperbamos obtener talves por errores que no pudimos evitar en el experimento o tambin errores de paralelaje

Por tanto en conclusin el experimento se realizo sadisfactoriamento porque el resultado nos dio menores de uno

VII. BIBLIOGRAFIA Laboratorio de Fsica Bsica I Ing. Ren Delgado S.CALCULO DE ERRORES Y GRAFICAS Medidas y Errores Alfredo lvarez Eduardo Huayta Laboratorio de Fsica Bsica II Ing. Ren Delgado