uso de estructuras para medicion de

8/17/2019 Uso de Estructuras Para Medicion De

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USO DE ESTRUCTURAS PARA MEDICION DE

CAUDAL A SUPERFICIE LIBRE – VERTEDEROS

1. INTRODUCCIÓN

La medición de caudales en cursos con flujo a superficie libre tiene diferentes propósitos, en

general asociados al grado de influencia de las aguas en el entorno, en este sentido es

importante conocer caudales en sistemas de distribución de agua, sistemas de riego,

instalaciones hidroeléctricas, alcantarillas, ríos, torrenteras, etc.

Las estructuras de medición de caudales en cursos con flujo a superficie libre, en general se

clasifican según su forma en los siguientes tipos:

a) Vertederos de cresta ancha

b) Vertederos de cresta corta

c) Vertederos de pared delgada

d) Medidores a régimen crítico

La presente prctica trata de la calibración ! uso de "ertederos de pared delgada ! de

medidores a régimen crítico.


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2. OBJETIVOS

#etermina el coeficiente de descarga de un "ertedero de pared delgada en laboratorio.

$sa el "ertedero calibrado para determinar el caudal a partir de mediciones de tirantes de agua,"erificando la precisión de las mediciones reali%adas.

&econoce si el "ertedero utili%ado en la prctica est sujeto a influencias de contracciones,

"elocidades de llegada o a condiciones de la lmina aguas abajo.

3. TEORIA

V'&('#'&* #' +&'# #'L-#

$n "ertedero de pared delgada es un "ertedero en el cual el ancho de la cresta en el sentido

longitudinal del flujo, es suficientemente peue/o para no influir en el desarrollo del flujo sobre

el "ertedero.

+ara la determinación de la relación altura 0 caudal, se aplica el teorema de 1ernoulli,

asumiendo ue el "ertedero funciona como un orificio con superficie libre. +ara ello se deben

asumir las siguientes condiciones:

a) La altura de agua sobre la cresta es igual a la altura de energía por lo ue no e2iste

contracción.

b) Las "elocidades sobre la cresta son casi hori%ontales

c) La altura de la "elocidad de apro2imación aguas arriba es despreciable.


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Vertedero rect!"#$r de%red de$"d

+ara una sección de control rectangular, 2 3 bc 3 constante. La ecuación ec.4 se puede escribir

de la siguiente forma:

Vertedero tr&!"#$r de %red de$"d

+ara un "ertedero triangular de pared delgada.


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E'ecto de co!trcc&o!e(

La contracción en el flujo sobre un "ertedero ocurre cuando el ancho de la base del "ertedero

es menor ue el ancho del canal 5bc 6 1). 'n la 7igura 8 se muestra el efecto de la contracción

en las líneas de flujo.

+ara e"itar la distorsión en la medición de caudales debida a la contracción del flujo, 7rancis

propuso corregir el "alor del ancho del "ertedero mediante las siguientes relaciones.


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+ara una contracción:

+ara dos contracciones:

E'ecto de $ )e$oc&dd de$ '$#*o "#( rr&+

'n la ma!oría de los casos prcticos, la influencia de la "elocidad de llegada del flujo al

"ertedero es insignificante9 sin embargo, es necesario tomarla en cuenta si es ue la "elocidad

de llegada del flujo es ele"ada, o cuando se reuiere una gran precisión en la medición de

caudales.

7rancis propuso una corrección para los tirantes medidos ue toma en cuenta la influencia de

la "elocidad de llegada del flujo

Vertedero *in contracción $na contracción #os contracciones

L,-&! de$ '$#*o "#( +*o de$ )ertedero

Las condiciones ideales de flujo sobre un "ertedero de pared delgada ocurren cuando e2iste

una adecuada circulación de aire entre la lmina de agua ! la pared del "ertedero aguas abajo,

tal como se obser"a en la 7igura .

*i no se cumple esta condición, ! la circulación de aire no es suficiente, la lmina del flujo

aguas abajo del "ertedero sufrir cambios en su forma ocasionando la distorsión de la relación

altura 0 caudal. 'n todo caso, se debe e"itar esta situación si se usa el "ertedero para medir

caudales.

'n estas condiciones, la lmina liuida puede tomar las siguientes formas:

a) Lmina deprimida

b) Lmina adherente

c) Lmina ahogada


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L,-&! de%r&-&d

'l aire es arrastrado por el agua creando tan solo un "acío parcial ue ocasiona la distorsión de

la lmina. 'n la 7igura ; se muestra esuemticamente esta situación.

Lámina adherente

curre en ausencia total de aire entre la lmina ! la pared aguas abajo del "ertedero. *e

obser"a esta situación en la 7igura


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0. MATERIALES EUIPOS

• 1anco Mó"il

• 'uipo de "ertedero de cresta delgada

• *onda milimétrica para medición de tirantes

• Medidor de caudal en el canal

. PROCEDIMIENTO


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a) rmar el euipo como se muestra en la figura >.b) ?i"elar el euipo. (omar en cuenta ue la pared del "ertedero debe estar "ertical ! lo mismo la

aguja captadora de ni"elc) brir la "l"ula de ingreso de agua al depósito de manera ue obtengamos el m2imo caudal.

Medir el ni"el de la superficie de agua con la aguja captadora ! el caudal respecti"o.d) @errar el grifo ! medir el ni"el de agua. 'ste punto representa el ni"el de referencia para la

medida de h.e) Medir las dimensiones de los dos "ertederos 5rectangular, triangular)f) +roceder de la misma manera para los dos "ertederos

4. DATOS – CALCULOS – RESULTADOS

Rectángulo

Lectura del psio del caudal = 16,2 cm

Lectura del nivel de agua = 2,9 cm


Lectura del nivel de agua = 1 cm

Altura hasta el comienzo de la cresta = 10,7cm

Bc= cm

! = "d#2$3%#2g%0&'(c)h11&'

!$*#2$3%#2g%0&'(c)h11&'+= "d

Solucion.-

a) h1= 16,22,910,7= 2,6 cm

!1= 9,2-10' m3$s

!$*#2$3%#2g%0&'(c)h11&'+= "d

"d= 1,.'-101

b) h2=16,23,710,7 = 1,. cm

!2= 2,1 -10m3$s

!$*#2$3%#2g%0&'(c)h11&'+= "d


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"d= 7,'0-101

c) h3= 16,2110,7 = ,' cm

!3= 1,'1 -10m3$s

!$*#2$3%#2g%0&'(c)h11&'+= "d

"d=1,39-101

Triangulo

Lectura de piso del caudal =16,2cm



Lectura del nivel de agua = 2,9cm

Altura hasta el comienzo de la cresta = 10,6cm

!="d#.$1'%#2g00&'%#/an#B$2%%#h2&'%

"d =!$*#.$1'%#2g00&'%#/an#B$2%%#h2&'%+

a) h1= 16,20,910,6 = ,7 cm

!1=3,9-10m3$seg

"d =!$*#.$1'%#2g00&'%#/an#B$2%%#h2&'%+

"d=6,69-101

b) h2=16,21,910,6 = 3,7 cm

!2=2,09 -10m3$seg

"d= 6,' -101

c) h3= 16,210,62,9= 2,7cm

!3=9,6' -10'm3$seg

"d= 6,1 -101

5. ANE6OS


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7. BIBLIO8RAF9A

http:AAfluidos.eia.edu.coAhidraulicaAarticulosesAflujoencanalesAresaltohidraulicoBAresaltohidraulicoB.html

http:AAes.slideshare.netAfredd!ramiroflores"egaAresalto0hidraulico

http:AAfluidos.eia.edu.coAhidraulicaAarticulosesAflujoencanalesAresaltohidraulicoAresaltohidraulico.html
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/resaltohidraulico2/resaltohidraulico2.htmlhttp://es.slideshare.net/freddyramirofloresvega/resalto-hidraulicohttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/resaltohidraulico/resaltohidraulico.htmlhttp://es.slideshare.net/freddyramirofloresvega/resalto-hidraulicohttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/resaltohidraulico/resaltohidraulico.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/resaltohidraulico2/resaltohidraulico2.html

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