ContenidoOrificios3Introduccin3Definicin de los orificios3Clasificacin de los orificios3Segn su funcionamiento hidrulica3Ecuacin general del orificio4Coeficientes de orificio6Coeficiente de descarga Cd6Coeficiente de velocidad Cv6Coeficiente de contraccin Cc6Aplicacin9Conclusin9Vertedores10Introduccin10Definicin10Clasificacin de vertedores10Por su planta10Por su geometra o su vista10Por su perfil o espesor de la pared10Por la altura relativa del umbral11Por su funcionamiento11Por su longitud de cresta en relacin al ancho del canal de acceso11Vertedores triangular y trapecial11Triangular11Trapecial14Aplicacin15Ecuaciones15Formula de Francis.15Formula de bazin16Formula de King17Formula de la sociedad suiza de ingenieros y arquitectos.18Formula de Rehbock19Conclusin20Bibliografa consultada21

Orificios

Introduccin

Los orificios son perforaciones, absolutamente de forma regular y permetro cerrado, colocador por debajo de la superficie libre del lquido en depsitos o almacenamientos, tanques o canales. Su clasificacin puede realizarse de acuerdo con las condiciones de trabajo, es decir, descargando libremente, ahogados parcialmente o sumergidos o a presin en el interior de una tubera. De la misma manera la clasificacin puede realizarse de acuerdo con su forma circular, cuadrada, rectangular, triangular, etc. Segn el espesor de la pared, pueden ser de pared delgada o de pared gruesa.

Definicin de los orificios

Orificios es una abertura, efectuada en la pared de un depsito, de forma que el agua puede escurrir a travs de l. Un orificio en un embalse o tanque puede estar en la pared o en el fondo, donde a travs de cual fluye el fluidoUn orificio es una singularidad en entorno cerrado (cuyo permetro es totalmente mojado), pudiendo utilizarse para medir el caudal de salida desde un depsito o atreves de una tubera. Los orificios se hallan ubicados en depsitos, embalses, tuberas o canales.Carga de un orificio: es la altura de una presin existente cerca del orificio, en la parte interna del depsito, suele presentarse por hSeccin: es el rea de la seccin transversal del orificio (no la vena liquida, la cual sufre contracciones).Clasificacin de los orificios

Segn su funcionamiento hidrulica

Orificio con desage libre: son aquellos que desaguan el aire libre, por lo que alrededor de la vena liquida existe la presin atmosfrica. (a)Orificios sumergidos: son aquellos que desaguan bajo el nivel esttico de un segundo depsito. (b)

Orificios parcialmente sumergidos: son aquellos en los que el nivel esttico de agua abajo, cubre parte del orificio. (c)Orificios seguidos de canal: son aquellos cuyo desage no es totalmente libre, por estar seguidos de un canal en funcionamiento. Caso tpico es el de compuertas con apertura de fondo. (d)

Orificios sin velocidad inicial: cuando el depsito o embalse donde se halla el orificio, sea suficientemente grande, la velocidad de circulacin del agua en dicho depsito o embalse hacia el orificio, ser muy pequea, y por tanto despreciable.Orificios con velocidad inicial: cuando las dimensiones del depsito, canal o embalse donde se halla el orificio, son relativamente pequeas. El agua circula por el canal o deposito hacia el orificio, con una velocidad digna para considerarse.

Ecuacin general del orificio

Donde: es lavelocidadterica del lquido a la salida del orificio es la velocidad de aproximacin o inicial. es ladistanciadesde la superficie del lquido al centro del orificio. es laaceleracin de la gravedadPara velocidades de aproximacin bajas, la mayora de los casos, la expresin anterior se transforma en:

Donde: es la velocidad real media del lquido a la salida del orificio es el coeficiente de velocidad. Para clculos preliminares en aberturas de pared delgada puede admitirse 0,95 en el caso ms desfavorable.Tomando=1

Experimentalmente se ha comprobado que la velocidad media de un chorro de un orificio de pared delgada, es un poco menor que la ideal, debido a laviscosidaddel fluido y otros factores tales como latensin superficial, de ah el significado de este coeficiente de velocidad.

Coeficientes de orificio

Coeficiente de descarga Cd: es la relacin entre el caudal real que pasa a travs del dispositivo y el caudal terico.

Q: caudal.VR: velocidad real.Ach: rea del chorro o real.Vt: velocidad terica.A0: rea del orificio o dispositivo.H: carga hidrulica.Este coeficiente Cd no es constante, vara segn el dispositivo y el Nmero de Reynolds, hacindose constante para flujo turbulento (Re>105). Tambin es funcin del coeficiente de velocidad Cv y el coeficiente de contraccin Cc.Coeficiente de velocidad Cv: es la relacin entre la velocidad media real en la seccin recta de la corriente (chorro) y la velocidad media ideal que se tendra sin rozamiento.

Coeficiente de contraccin Cc: Relacin entre el rea de la seccin recta contrada de una corriente (chorro) y el rea del orificio a travs del cual fluye.

Coeficientes de descarga medios para Boquillas. Azevedo N., J. M. y Acosta A., G. 1976.

TABLA 1.COEFICIENTES DE DESCARGA (Por Bilton)Carga enDimetro del orificio en plg.

plg0,250,500,751,01,502,02,50

30,6800,6570,6460,640

60,6990,6430,6320,6260,6180,6120,610

90,6600,6370,6230,6190,6120,6060,604

120,6530,6300,6180,6120,6060,6010,600

170,6450,6250,6140,6080,6080,5990,598

180,6430,6230,613

220,6380,621

450,628

TABLA 2.COEFICIENTES DE DESCARGA (De Judd y King)Dimetro en plgValor de C

3/40,6111

10,6097

3/20,6085

20,6083

TABLA 3.COEFICIENTES DE DESCARGA (De Medaugh y Jonhson)Carga enpiesDimetro del orificio en plg

0,250,500,751,002,004,00

0,80,6470,6270,6160,6090,6030,601

1,40,6350,6190,6100,6050,6010,599

2,00,6290,6150,6070,6030,6000,599

4,00,6210,6090,6030,6000,5980,597

6,00,6170,6070,6010,5990,5960,596

8,00,6140,6050,6000,5980,5960,595

10,00,6130,6040,5990,5970,5950,595

12,00,6120,6030,5990,5970,5950,595

14,00,6110,6030,5980,5960,5950,594

16,00,6100,6020,5980,5960,5950,594

20,00,6090,6020,5980,5960,5950,594

25,00,6080,6080,6010,5970,5950,594

30,00,6070,6000,5970,5950,5940,594

40,00,6060,6000,5960,5950,5940,593

50,00,6050,5990,5960,5950,5940,593

60,00,6050,5990,5960,5940,5930,593

80,00,6040,5980,5950,5940,5930,593

100,00,6040,5980,5950,5940,5930,593

120,00,6030,5980,5950,5940,5930,592

Aplicacin Para hacer uso del agua, generalmente se requiere almacenarla en depsitos de tal manera que podamos extraer la cantidad que necesitemos y en el momento que deseemos, por lo que para poder hacerlo, se provee al depsito de dispositivos que nos permitan lograr su extraccin de manera adecuada, ya sea por medio de conectar una tubera o conducto cerrado al depsito o por medio de un orificio en una pared o el fondo de ste. Los orificios intervienen en el diseo de muchas estructuras hidrulicas y para la medida o aforo de los fluidos que escurren.ConclusinUn orificio en hidrulica, es una abertura de forma regular, que se practica en la pared o el fondo del recipiente, a travs del cual eroga el lquido contenido en dicho recipiente, de manera tal que la vena lquida est totalmente rodeada por la pared del orificio.A la corriente lquida que sale del recipiente se la llama vena lquida o chorro. Si el contacto de la vena lquida con la pared tiene lugar en una lnea estaremos en presencia de un orificio en pared delgada. Si el contacto es en una superficie se tratar de un orificio en pared gruesa. Son de suma importancia, ya que con ellos podemos realizar aforos y realizar gran diversidad de diseos hidrulicos.

VertedoresIntroduccinLos vertedores son probablemente las estructuras de aforo ms usadas en la medicin del volumen de agua que circula en un canal. Los vertedores se pueden dividir en vertedores de crestas delgadas y vertedoras de cresta ancha. Se utilizanpara contralar el nivel de agua (vertederos de presa) o para la medicin de caudales (vertederos de medida), estos funcionan como una pared rectangular (de chapa ladrillo, hormign, tablones de madera, etc.) que intercepta la corriente causando elevaciones en el nivel de aguas arribas.

DefinicinSe define como vertedero a un dispositivo hidrulico constituido por una escotadura, a travs de la cual se hace circular el agua. Hidrulicamente es un orificio que no estn totalmente ahoga por el nivel de aguas arriba, de manera que una parte del orificio esta libre y no proporciona gasto alguno, o sea que equivale a un orificio sin el borde superior. La vena liquida que fluye a travs del vertedor se llama capa o lamina.

Clasificacin de vertedoresAceptando las ms variadas formas y disposiciones, los vertedores representan los mas diversos comportamientos, siendo muchos los factores que pueden servir de base para su clasificacin, como se observa a continuacin.Por su planta Vertedores de planta recta Vertedores de planta curva Vertedores de planta combinadaPor su geometra o su vista Vertedores de forma rectangular Vertedores de forma triangular Vertedores de forma trapecial y algunos otros (circulares, parablicos, etc.) que por ser de poco uso en la prctica no se van analiza.Por su perfil o espesor de la pared Vertedores de pared delgada (placas o madera biselada) Vertedores de pared gruesa ( e> 0.66 H)

Por la altura relativa del umbral Vertedores completos o de cresta libre (p>p) Vertedores incompletos o de cresta ahogadora (p