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1. Resumen.En el siguiente informe se describe el procedimiento del método de ensayo estándar para determinación del caudal que trasvasa un vertedero. Los objetivos son obtener el cálculo que trasvasa el vertedero y observar el comportamiento que muestra el fluido antes y después de trasvasar el vertedero. Se obtuvo los resultados de los siete vertederos que se elaboró.
2. Introducción.Dentro de los vertederos un coeficiente importante de cálculo para el caudal llega a ser el coeficiente de descarga mismo que dependerá de la forma que tendrá dicho vertedero, para el cálculo de este coeficiente se nos presentó diferentes formulas las cuales empleamos para los siete tipos de vertederos que se analizó. Un vertedero consiste en una obstrucción en un canal donde se obliga la descarga del fluido represado, el cual pasa a través de una abertura con forma determinada. Los vertederos son ampliamente utilizados para medir el caudal a través del canal para ello se emplea la relación entre el nivel de líquido aguas arriba del vertedero y el caudal circulante, es decir, la altura de la superficie del líquido. El cálculo de la relación de flujo sobre un vertedero requiere el uso de un coeficiente de descarga. Existen varios tipos de vertederos, y en el presente ensayo se utilizó: Vertederos de pared delgada: Vertederos rectangulares Vertederos trapezoidales Vertederos circulares Vertederos triangulares Vertederos de pared gruesa: Vertederos rectangulares Vertederos trapezoidales. 3. Parte Experimental.3.1 Materiales.Canal rectangular de vidrio Manguera Plastilina Azul de metileno Diferentes tipos de vertederos
Regla metálica Marcador Calculadora Lápiz y papel.
3.2
Procedimiento.-
El procedimiento a emplear se repetirá a partir del cuarto paso para cada vertedero.
Primero que se debe hacer es instalar el canal en una superficie lisa para evitar que este sufra algún daño. Segundo se deberá instalar la manguera al grifo que se utilizara. Tercero se medirá el caudal que pasara por el canal; el método a emplear fue el método volumétrico en el cual se utilizó: Balde de pintura (limpio), y un cronometro. Se debe colocar un punto de referencia hasta donde llegara el agua en el balde; donde luego se procede a cronometrar el tiempo de llenado del mismo, una vez llenado el balde se debe parar el cronometro y se procede a realizar los cálculos:
= .
Cuarto una vez medido el caudal, se debe tomar las dimensiones que tendrá los diferentes tipos de vertederos, luego se instala los mismos con la ayuda de la plastilina; el cual evitará que el agua escurra por los bordes del vertedero así dejando obtener un resultado real del ensayo. Quinto dejamos pasar el flujo de agua por el canal con el vertedero instalado. Sexto añadimos el azul de metileno al fluido, así observando el comportamiento que tendrá este antes y después de transvasar el vertedero. Séptimo esperamos que el fluido se estabilice. Octavo con ayuda de la regla se medirá la altura de cresta que trasvasara el vertedero. Noveno trazar el perfil que genera el flujo de agua retenido en el canal por el vertedero. Por último se procede a verificar los cálculos obtenidos del caudal que genero el vertedero con el caudal inicial que se medió anteriormente, estos deben ser iguales o ser aproximados uno al otro ya que el caudal de entrada es igual al caudal de salida.
4. Cálculos y Observaciones.Dimensiones del canal de vidrio
0,125 m
Cálculos.-
Long. Canal = 1,50 m
Vertedero rectang ular de vi drio.0,0395 m
0,063 m
0,0375 m
0,102 m
0,14 m
Caudal de ingreso: 0,00036 m3/seg Calculamos nuestro coeficiente de descarga C
= 11,7 10,2 = 1,5 ≈ 0,015 1 = 0,615 ∗ (1 + + 1,6){1 + 0,5( + ) } ≥ 2 1 0,015 = 0,615 ∗ (1 + 0,015 + 1,6){1 + 0,5(0.015 + 0.03) } = 1,05 Reemplazamos C en la siguiente expresión de caudal:
= 23 ∗ ∗ ∗ ∗ √ 2
= 23 ∗ 1,05∗ 0,063 ∗ 0,015 ∗√ 2 ∗ 9,81 ∗ 0,015 = 0,000358 3 ≈ 0,00036 3/ Vertedero s in c ontracciones de vidrio.Vertedero trapezoidal de venes ta.Vertedero cir cular de vidrio.Dimensiones obtenidas:
0,02 m R=0,03 m
0,04 m
0,04 m
01m D = 0,06 m
0,05 m 0,02 m
0,14 m
Vertedero Triang ular de vidr io.Dimensiones obtenidas 0,035 m
0,1 m
0,8 m 0,02 m
0,14 m
Vertedero rectangular de plas to formo.Dimensiones obtenidas:
0,042 m 0,105 m
0,075 m
0,14 m
Caudal de ingreso: 0,00036 m3/seg
= √ 2ℎ 0,00036 = 0,97∗ 0,075∗ 0,042 ∗ √ 2 ∗ 9,81 ∗ ℎ 0,00036 = 0,97 ∗0,00315 ∗ √ 2 ∗ 9,81 ∗ ℎ ℎ = 7,075 ∗ 10− ≈ 0,00070750 = 0,97 ∗0,075 ∗ 0,042 ∗ √ 2 ∗9,81∗ 0,00070750 = 0,000359 3 ≈ 0,00036 3/ Vertedero trapezoidal de plasto formo.Dimensiones obtenidas:
Caudal de ingreso Q = 0,36 lts/seg
0,00036 m3/seg
Determinamos nuestra altura de carga h
= 1,45 ℎ
0,00036 = 1,45∗ 0,14∗ ℎ ℎ = 0,014 = 1,45 ∗ 0,14 ∗ 0,014 = 0,00034 3/ 0,00036 m3/s ≈
Observaciones.
Se debe de tener cuidado al medir el caudal inicial ya que con este valor se verificara los demás cálculos que se realizarán. Si no se llega a cubrir los bordes con plastilina existirá fugas de agua por las paredes del vertedero. No interrumpir el fluido que pasa por la cresta del vertedero a la hora de la medición. Verificar que exista la perpendicularidad de la base del canal asía el vertedero así mismo a las paredes del canal.
5. Conclusiones.Se verifico mediante los vertederos que el caudal de entrada es igual al caudal de salida, también se vio que un vertedero es de gran importancia ya que dependiendo de la forma o espesor que llegue a tener nos puede ser de gran utilidad en diferentes obras civiles en las cuales requieran o se necesiten. 6. Referencias Bibliográficas.https://es.wikipedia.org/wiki/Vertedero_hidr%C3%A1ulico https://es.xdocs.com/doc/105255525/DISENO-HIDRAULICO-DEVERTEDEROS https://es.slideshare.net/pedrovalle3/informe-vertederos-scrib
