Integrantes: Almeida Jessica

Castillo Javier

Objetivo

Determinar la relacin carga-velocidad de una compuerta vertical.

Clculos

Datos:

Med #

h Aguas arriba

h Aguas abajo

h Vertedero

Delta H Pitot Med #

h Aguas arriba

h Aguas abajo

h Vertedero

Delta H Pitot

cm cm cm cm cm cm cm cm

1 57,70 11,50 36,20 57,50 1 31,00 12,50 31,40 28,90

2 48,10 11,50 35,20 47,50 2 23,60 12,30 30,00 22,20

3 36,00 11,50 33,50 36,40 3 18,30 12,12 28,65 17,10

4 25,80 11,60 28,24 24,90 4 15,90 12,12 28,06 14,80

5 20,30 11,50 27,10 22,40 5 12,80 12,12 26,67 12,40

6 17,80 11,50 26,48 15,50 6

7 11,20 11,50 24,30 11,40 7

8 8

Altura bajo la compuerta (b) 4,50 cm Altura bajo la compuerta (b) 6,40 cm

Med #

h Aguas arriba

h Aguas abajo

h Vertedero

Delta H Pitot Correcciones

cm cm cm cm

Medidor de Punta Canal de Vidrio - 8.65 cm

1 28,40 13,20 33,40 26,40

Tubo de Pitot:

- 0.50 cm

2 25,90 13,20 32,80 23,20

Medidor de Punta Vertedero - 5.10 cm

3 23,40 13,20 32,10 11,00 4 20,00 13,20 31,60 18,60 5 14,00 13,20 29,40 14,00 6 17,00 13,20 30,70 15,60 7 8

Altura bajo la compuerta (b) 7,30 cm

Tabla N 1 - Datos Experimentales

Al realizar las correcciones

Med #

h Aguas arriba

h Aguas abajo

h Vertedero

Delta H Pitot Med #

h Aguas arriba

h Aguas abajo

h Vertedero Delta H

Pitot

cm cm cm cm cm Cm cm Cm

1 57,70 2,85 31,10 57,50 1 31,00 3,85 26,30 28,90

2 48,10 2,85 30,10 47,50 2 23,60 3,65 24,90 22,20

3 36,00 2,85 28,40 36,40 3 18,30 3,47 23,55 17,10

4 25,80 2,95 23,14 24,90 4 15,90 3,47 22,96 14,80

5 20,30 2,85 22,00 22,40 5 12,80 3,47 21,57 12,40

6 17,80 2,85 21,38 15,50 6

7 11,20 2,85 19,20 11,40 7

8 8

Altura bajo la compuerta (b) 4,50 cm Altura bajo la compuerta (b) 6,40 Cm

Med #

h Aguas arriba

h Aguas abajo

h Vertedero

Delta H Pitot

cm cm cm cm

1 28,40 4,55 28,30 26,40 2 25,90 4,55 27,70 23,20 3 23,40 4,55 27,00 11,00 4 20,00 4,55 26,50 18,60 5 14,00 4,55 24,30 14,00 6 17,00 4,55 25,60 15,60 7 8

Altura bajo la compuerta (b) 7,30 cm

Tabla N 2 - Datos Experimentales Corregidos

Clculo de Caudales por ecuacin de continuidad

Medida #1

Velocidad:

rea:

Caudal:

Altura bajo la compuerta 4,50 cm

Med #

Delta H Pitot

Velocidad h Aguas

abajo Ancho Area Caudal Caudal

m m/s M M m^2 m^3/s lps

1 0,575 3,359 0,029 0,380 0,011 0,036 36,376

2 0,475 3,053 0,029 0,380 0,011 0,033 33,062

3 0,364 2,672 0,029 0,380 0,011 0,029 28,942

4 0,249 2,210 0,030 0,380 0,011 0,025 24,777

5 0,224 2,096 0,029 0,380 0,011 0,023 22,704

6 0,155 1,744 0,029 0,380 0,011 0,019 18,886

7 0,114 1,496 0,029 0,380 0,011 0,016 16,197

Altura bajo la compuerta 6,40 cm

Med #

Delta H Pitot

Velocidad h Aguas

abajo Ancho Area Caudal Caudal

m m/s M M m^2 m^3/s lps

1 0,289 2,381 0,039 0,380 0,015 0,035 34,837

2 0,222 2,087 0,037 0,380 0,014 0,029 28,947

3 0,171 1,832 0,035 0,380 0,013 0,024 24,152

4 0,148 1,704 0,035 0,380 0,013 0,022 22,470

5 0,124 1,560 0,035 0,380 0,013 0,021 20,567

Altura bajo la compuerta 7,30 cm

Med #

Delta H Pitot

Velocidad h Aguas

abajo Ancho Area Caudal Caudal

m m/s M M m^2 m^3/s lps

1 0,264 2,276 0,046 0,380 0,017 0,039 39,350

2 0,232 2,134 0,046 0,380 0,017 0,037 36,888

3 0,110 1,469 0,046 0,380 0,017 0,025 25,400

4 0,186 1,910 0,046 0,380 0,017 0,033 33,029

5 0,140 1,657 0,046 0,380 0,017 0,029 28,656

6 0,156 1,749 0,046 0,380 0,017 0,030 30,249

Clculo de Caudales segn vertedero

Medida #1

Donde

Finalmente

Altura bajo la compuerta 4,50 cm

Med #

h Vertedero

Caudal

Cm Lps

1 31,10 44,141

2 30,10 40,675

3 28,40 35,175

4 23,14 21,079

5 22,00 18,578

6 21,38 17,297

7 19,20 13,219

Altura bajo la compuerta 6,40 cm

Med #

h Vertedero

Caudal

cm Lps

1 26,30 29,029

2 24,90 25,319

3 23,55 22,025

4 22,96 20,671

5 21,57 17,683

Altura bajo la compuerta 7,30 cm

Med #

h Vertedero

Caudal

cm Lps

1 28,30 34,866

2 27,70 33,048

3 27,00 30,999

4 26,50 29,584

5 24,30 23,821

6 25,60 27,136

Diferencia (Error) en el Caudal

Altura bajo la compuerta 4,50 cm

Caudal - Continuidad

Caudal - Vertedero Error

lps Lps %

36,376 44,141 17,591355

33,062 40,675 18,7166564

28,942 35,175 17,7199716

24,777 21,079 17,5435267

22,704 18,578 22,2090645

18,886 17,297 9,18656414

16,197 13,219 22,5281791

Altura bajo la compuerta 6,40 cm

Caudal - Continuidad

Caudal - Vertedero Error

lps Lps %

34,837 29,029 20,0075786

28,947 25,319 14,3291599

24,152 22,025 9,65720772

22,47 20,671 8,70301388

20,567 17,683 16,3094498

Altura bajo la compuerta 7,30 cm

Caudal - Continuidad

Caudal - Vertedero Error

lps Lps %

39,35 34,866 12,8606666

36,888 33,048 11,6194626

25,4 30,999 18,061873

33,029 29,584 11,644808

28,656 23,821 20,2972167

30,249 27,136 11,4718455

Clculo de Coeficientes de Contraccin

Relacin de Alturas

Medida #1

Altura bajo la compuerta 4,50 cm

Med #

Abertura Compuerta

B

h Aguas arriba

Cc1

Cm cm Adimensional

1 4,50 57,70 0,077990

2 4,50 48,10 0,093555

3 4,50 36,00 0,125000

4 4,50 25,80 0,174419

5 4,50 20,30 0,221675

6 4,50 17,80 0,252809

7 4,50 11,20 0,401786

Altura bajo la compuerta 6,40 cm

Med #

B h Aguas

arriba Cc1

Cm cm Adimensional

1 6,40 31,00 0,206452

2 6,40 23,60 0,271186

3 6,40 18,30 0,349727

4 6,40 15,90 0,402516

5 6,40 12,80 0,500000

Altura bajo la compuerta 7,30 cm

Med #

b h Aguas

arriba Cc1

cm cm Adimensional

1 7,30 28,40 0,257042

2 7,30 25,90 0,281853

3 7,30 23,40 0,311966

4 7,30 20,00 0,365000

5 7,30 14,00 0,521429

6 7,30 17,00 0,429412

Calculado por Continuidad

Medida #1

Altura bajo la compuerta 4,50 cm

h Aguas abajo

Ancho Caudal

h Aguas arriba

Ancho Caudal

m m m^3/s m/s

m M m^3/s m/s

0,029 0,380 0,036 3,359

0,58 0,380 0,036 0,166

0,029 0,380 0,033 3,053

0,48 0,380 0,033 0,181

0,029 0,380 0,029 2,672

0,36 0,380 0,029 0,212

0,030 0,380 0,025 2,210

0,26 0,380 0,025 0,253

0,029 0,380 0,023 2,096

0,20 0,380 0,023 0,294

0,029 0,380 0,019 1,744

0,18 0,380 0,019 0,279

0,029 0,380 0,016 1,496

0,11 0,380 0,016 0,381

Altura bajo la compuerta 6,40 cm

h Aguas abajo

Ancho Caudal

h Aguas arriba

Ancho Caudal

m m m^3/s m/s

m M m^3/s m/s

0,039 0,380 0,035 2,381

0,31 0,380 0,035 0,296

0,037 0,380 0,029 2,087

0,24 0,380 0,029 0,323

0,035 0,380 0,024 1,832

0,18 0,380 0,024 0,347

0,035 0,380 0,022 1,704

0,16 0,380 0,022 0,372

0,035 0,380 0,021 1,560

0,13 0,380 0,021 0,423

Altura bajo la compuerta 7,30 cm

h Aguas abajo

Ancho Caudal

h Aguas arriba

Ancho Caudal

m m m^3/s m/s

m M m^3/s m/s

0,046 0,380 0,039 2,276

0,28 0,380 0,039 0,365

0,046 0,380 0,037 2,134

0,26 0,380 0,037 0,375

0,046 0,380 0,025 1,469

0,23 0,380 0,025 0,286

0,046 0,380 0,033 1,910

0,20 0,380 0,033 0,435

0,046 0,380 0,029 1,657

0,14 0,380 0,029 0,539

0,046 0,380 0,030 1,749

0,17 0,380 0,030 0,468

Medida #1

Altura bajo la compuerta 4,50 cm

h Aguas arriba

b V0 V1 Cc2

m m m/s m/s Adimensional

Adimensional

0,58 0,045 0,166 3,359 0,633333 0,618249

0,48 0,045 0,181 3,053 0,633333 0,615365

0,36 0,045 0,212 2,672 0,633333 0,609661

0,26 0,045 0,253 2,210 0,655556 0,621013

0,20 0,045 0,294 2,096 0,633333 0,593069

0,18 0,045 0,279 1,744 0,633333 0,588007

0,11 0,045 0,381 1,496 0,633333 0,565462

Altura bajo la compuerta 6,40 cm

h Aguas arriba

b V0 V1 Cc2

m m m/s m/s Adimensional

Adimensional

0,31 0,064 0,296 2,381 0,601563 0,567362

0,24 0,064 0,323 2,087 0,570313 0,530745

0,18 0,064 0,347 1,832 0,542188 0,497102

0,16 0,064 0,372 1,704 0,542188 0,491228

0,13 0,064 0,423 1,560 0,542188 0,480907

Altura bajo la compuerta 7,30 cm

h Aguas arriba

b V0 V1 Cc2

m m m/s m/s Adimensional

Adimensional

0,28 0,073 0,365 2,276 0,623288 0,578655

0,26 0,073 0,375 2,134 0,623288 0,574837

0,23 0,073 0,286 1,469 0,623288 0,570303

0,20 0,073 0,435 1,910 0,623288 0,562572

0,14 0,073 0,539 1,657 0,623288 0,541478

0,17 0,073 0,468 1,749 0,623288 0,553591

De acuerdo a la Bibliografa

Altura bajo la compuerta 4,50 cm

Med #

Abertura Compuerta

b

h Aguas arriba

Cc3

cm cm Adimensional

1 4,50 57,70 0,607

2 4,50 48,10 0,6065

3 4,50 36,00 0,606

4 4,50 25,80 0,606

5 4,50 20,30 0,606

6 4,50 17,80 0,606

7 4,50 11,20 0,6065

Altura bajo la compuerta 6,40 cm

Med #

b h Aguas

arriba Cc3

cm cm Adimensional

1 6,40 31,00 0,606

2 6,40 23,60 0,606

3 6,40 18,30 0,606

4 6,40 15,90 0,6065

5 6,40 12,80 0,6065

Altura bajo la compuerta 7,30 cm

Med #

b h Aguas

arriba Cc3

cm cm Adimensional

1 7,30 28,40 0,606

2 7,30 25,90 0,6055

3 7,30 23,40 0,6055

4 7,30 20,00 0,606

5 7,30 14,00 0,6065

6 7,30 17,00 0,607

Grficos

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

Alt

ura

agu

as a

rrib

a (m

)

Caudal (m^3/s)

Carga aguas arriba vs Caudal por continuidad

B=4.5cm

B=6.4cm

B=7.30cm

0

10

20

30

40

50

60

70

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Car

ga d

e ag

ua

(m)

Coeficiente de contraccin (adimencional

Carga de agua Vs. Cc1

b=4.5cm

b=6.4cm

b=7.30cm

Anlisis de Resultados

El caudal calculado por continuidad y por vertedero no present un error mayor al 22%. Este error

surge como resultado del paso de agua por la salida, ya que este produca remolinos y perturbaciones

correspondientes al flujo en la boca de la salida afectando as el caudal.

En el clculo de caudal por continuidad se observ que a medida que la velocidad disminua el caudal

tambin disminua, verificando la ecuacin de continuidad (Q=v*A).

As mismo al aumentar la altura bajo la compuerta el rea de flujo era mayor y por ende el caudal se

increment.

En la toma de medidas para las distintas alturas bajo la compuerta, se observ que la altura aguas

abajo se mantuvo constante en los tres casos, esto se debe a que al estar una compuerta parcialmente

abierta permitiendo el paso de un caudal de agua, esto da lugar a la formacin de un resalto hidrulico

estacionario aguas abajo de la compuerta, es decir la altura del agua alcanza valores constantes.

El coeficiente de gasto cuando acta la gravedad depende de la configuracin geomtrica de los

bordes slidos del canal. En los clculos se evidencia que permanece constante, para las medidas

correspondientes a una misma altura bajo la compuerta, cuando vara la altura aguas arriba.

Sin embargo, el coeficiente de contraccin usando relacin de altura, por continuidad y de acuerdo a

la bibliografa se observ que para cada caso de altura bajo la compuerta, permaneci constante para

diferentes cargas de agua.

Cabe destacar que los grficos se observan unos puntos que estn fuera de orden, lo cual se debe a

errores de escala.

Por ltimo influye la toma de medidas con distintos operadores, ya que cada uno tendr su percepcin.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Car

ga d

e a

gua

(m)

Coeficiente de contraccin (adimencional)

Carga de agua Vs. Cc2

b=4.5cm

B=6.4cm

B=7.30cm

Conclusiones

Luego de realizar este informe se puede concluir que:

1. Al aumentar la altura del pitot aument la velocidad, esto se debe a la ecuacin de energa.

2. A mayor caudal en la compuerta aguas abajo, se genera mayor velocidad.

3. El promedio de los 3 coeficientes de contraccin calculados por continuidad es 0.61, lo que quiere

decir que el flujo sufre una contraccin del 61%.

4. El coeficiente de contraccin nos indica la contraccin que tiene el flujo al pasar por la compuerta y

vara segn la abertura de la compuerta.