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LABORATORIO DE HIDRAULICA

VERTEDERO RECTANGULAR.

Gomez A. Yupangui J.

1. INTRODUCCIN:

1.1 OBJETIVO:

Un vertedero es un dique o pared que intercepta

una corriente de un lquido con superficie libre,

causando una elevacin del nivel del fluido aguas

arriba de la misma. Los vertederos se emplean

bien para controlar ese nivel, es decir, mantener

un nivel aguas arriba que no exceda un valor

lmite, o bien para medir el caudal circulante por

un canal. Como vertedero de medida, el caudal

depende de la altura de la superficie libre del

canal aguas arriba, adems de depender de la

geometra; por ello, un vertedero resulta un

medidor sencillo pero efectivo de caudal en

canales abiertos. Hacia esta segunda aplicacin

est enfocada la presente prctica.

1.2 TIPOS DE VERTEDEROS:

Los vertederos pueden clasificarse de la siguiente

manera: a) Segn la altura de la lmina de fluido

aguas abajo, en vertederos de lmina libre si

zzc (Figura 1b).

b) Segn la disposicin en planta del vertedero

con relacin a la corriente, en vertederos

normales (Figura 2a), vertederos inclinados

(Figura 2b), vertederos quebrados (Figura 2c) y

vertederos curvilneos (Figura 2d).

c) Segn el espesor de la cresta o pared, en

vertederos de cresta afilada (Figura3a) y

vertederos de cresta ancha (Figura 3b).

Figura 2. a) Vertedero normal; b) Vertedero

inclinado; c) Vertedero quebrado; d) Vertedero

curvilneo.

Los vertederos de cresta afilada sirven para medir

caudales con gran precisin, mientras que los

vertederos de cresta ancha desaguan un caudal

mayor. De aqu la diferencia de aplicaciones

entre ambos: los de cresta afilada se emplean

para medir caudales y los de cresta ancha, como

parte de una presa o de otra estructura hidrulica,

para el control del nivel.

Los vertederos de cresta afilada tambin se

clasifican segn la forma de la abertura en:

rectangulares (Figura 4a), trapezoidales (Figura

4b), triangulares (Figura 4c) y parablicos

(Figura 4d).

Figura 3. a) Vertedero de cresta afilada; b)

Vertedero de cresta ancha.

Figura 4. Vertedero (a) rectangular; (b)

trapezoidal; (c) triangular; (d) parablico.

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A su vez, los vertederos rectangulares se

clasifican en vertederos sin contraccin lateral, si

el ancho del vertedero es igual al ancho del canal

(Figura 5a) y vertederos con contraccin lateral

en caso contrario (Figura 5b).

Para la medida de caudal con vertederos, la

precisin de la medida solamente se puede

garantizar si el vertedero est bien ventilado en la

zona de descarga, por el lado de aguas abajo. La

ventilacin o aireacin tiene por objeto introducir

aire bajo la lmina de agua vertida, de modo que

se encontrar a presin atmosfrica tanto por

arriba como por abajo y as su situacin ser

equivalente a la del chorro de una manguera, por

ejemplo: la presin esttica de todos los puntos

de la lmina de agua a partir de la vertical del

vertedero ser igual a la presin atmosfrica (es

decir, cero en trminos de presin relativa). Si, en

cambio, el vertedero no est ventilado, como las

lneas de corriente se van curvando en torno a la

cresta del vertedero, se produce una depresin

sobre la zona posterior de la pared del vertedero,

con lo que el agua tiende a pegarse a la pared. El

efecto final de esta succin es que en conjunto la

lmina de lquido sobre el vertedero baja de nivel

y, en definitiva, la relacin entre el caudal y la

altura de la superficie libre aguas arriba, H, se

modifica. Para evitar este efecto no deseado basta

con disponer un tubo de suficiente dimetro

entre la zona posterior de la pared del vertedero y

la atmsfera exterior, pues la succin interior ser

suficiente para generar una entrada de aire

continua.

Figura 5. Vertedero a) sin contraccin lateral; b)

con contraccin lateral.

2. MATERIALES Y MTODOS:

2.1 Materiales y Equipos:

Tanque recolector de agua, con una escala para medir el nivel de agua en el tanque.

Cronometro

Regla.

Fuente de agua, debe ser capaz de mantener

un nivel de agua ms o menos hasta que

alcance el alto del vertedero.

2.2 Mtodo de Procedimiento:

Medir el ancho del vertedero (B) y altura de

umbral (P).

Llenar el tanque aumentando cada vez el

caudal para diferentes alturas H.

Por medio de una sonda de punta, medir las

diferentes alturas H y sus caudales

respectivos. Antes de cada medida permita

que se estabilice el flujo.

Tomar medidas de volumen y tiempo para

determinar el caudal.

3. RESULTADOS Y DISCUSIN: 3.1 Datos

Datos obtenidos durante el ensayo:

1D V(lts) t(seg) Q(l/s) h(cm) Y(cm) H(cm) Ln(Q) Ln(H)

1 20 115,23 0,174 4,11 5,87 1,76 -1,751 0,565

3 20 43,94 0,455 4,11 7,63 3,52 -0,787 1,258

4 20 38,55 0,519 4,11 7,915 3,805 -0,656 1,336

5 20 35,08 0,570 4,11 8,07 3,96 -0,562 1,376

6 20 311 0,064 4,11 5,51 1,4 -2,744 0,336

3.2 Clculos

Frmulas utilizadas:

Q=cH^B

Ln Q=BLnH +LnC

y = 1,8799x - 3,1321

C=e^b

C= 0,044

Q= 0,044 H ^1,8799

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3.3. Grficos

4. CONCLUSIONES:

Un vertedero es una barrera que se

interpone al flujo, causando sobre-

elevacin del nivel de la lmina aguas

arriba y disminucin aguas abajo; a

travs de esto tambin se logra tener un

mayor conocimiento de las funciones del

mismo.

Los vertederos en la parte hidrulica son

necesarios para poder medir caudales

pequeos y permitir el rebose del lquido

contenido como en las presas estos

vertederos son de gran importancia en la

parte de plantas de tratamientos.

Nuestra Ecuacion de Caudal fue

Q= 0,044 H ^1,8799

5. REFERENCIAS:

Streeter, V. L. & Wyle, E. B., 1988. Mecanica

de los Fluidos. s.l.:McGRAW-HILL.

http://www.unioviedo.es/Areas/Mecani

ca.Fluidos/docencia/_asignaturas/meca

nica_de_fluidos_minas

Vertederos rectangulares de pared

delgada

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/

articuloses/medidores/vert_rect/ind

ex.html [consultado 27/08/2013]

Apuntes de hidrulica para

explotaciones forestales escrito por

Elas Afif Khouri [consultado

27/08/2013]

http://www.unioviedo.es/Areas/Mecanica.Fluidos/docencia/_asignaturas/mecanica_de_fluidos_minashttp://www.unioviedo.es/Areas/Mecanica.Fluidos/docencia/_asignaturas/mecanica_de_fluidos_minashttp://www.unioviedo.es/Areas/Mecanica.Fluidos/docencia/_asignaturas/mecanica_de_fluidos_minashttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/vert_rect/index.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/vert_rect/index.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/vert_rect/index.htmlhttp://www.google.com.co/search?hl=es&tbo=p&tbm=bks&q=inauthor:%22El%C3%ADas+Afif+Khouri%22&source=gbs_metadata_r&cad=6