laboratorio clibracion vertederos

8/19/2019 laboratorio clibracion vertederos

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Laboratorio de Hidráulica CIV 334

PRÁCTICA Nº 1

CALIBRACIÓN DE VERTEDEROS

1.1 INTRODUCCIÓN

Aplicación de lo !e"#ede"o

Un vertedero de aforo es necesario en obras hidráulicas, ya que el caudal de uncanal abierto puede medirse con un vertedero, el cual es una obstrucción del canalque obliga al líquido a estancarse detrás y a verter por encima de él.Midiendo la altura de la superficie del agua aguas arriba se puede determinar elcaudal del canal. Los vertederos se construyen de chapa de acero o de otromaterial, de tal manera que si el chorro o lámina sólo toca en una arista de lacresta se la llama vertedero de pared delgada, y en cambio si toca en una cierta

porción de la cresta e denomina vertedero de pared gruesa.s conveniente utili!ar para aforos de caudales peque"os de agua, vertederos enforma de # $triangular%. &e desprecia la contracción de la lámina para el cálculoteórico del caudal.

E#$dio "eali%ado en !e"#ede"o

'. (. )rodley estudia y obtiene coeficientes de descarga de los vertederosde desborde para alturas diferentes que la de dise"o.

*ambién reali!ó comparaciones )uehler que +unto con )rodley hanmostrado que dan descargas con gran seguridad para todas pero muy ba+asalturas. ara alturas ba+as de - pies o cerca, la descarga calculada puede ser tan ba+a como / deba+o del valor actual. ara métodos prácticos, sinembargo, ambos métodos son suficientemente seguros.

O&'e#i!o de la P"(c#ica

l ob+etivo principal de la práctica es encontrar una ecuación de un vertedero

triangular de 012 para calibrar el vertedero, para ello se requiere determinar lasconstantes 3 y m, con las cuales posteriormente mediante una simple medición enla reglilla del vertedero se pueda calcular más fácilmente variables importantescomo el caudal, velocidad y volumen de agua, necesarias para todos los cálculosque se vayan a reali!ar.&e reali!an también mediciones en el vertedero rectangular con el fin de comparar los ensayos que se reali!an en la práctica.

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1.) ANÁLISIS TEÓRICO

Ded$cción de la *ó"+$la., Las variables que intervienen en esta práctica son4

h 5 6ltura del tanque $contando desde 1 en la reglilla% 7cm8hr 5 6ltura del vertedero rectangular 7cm89 5 6ltura del vertedero *riangular 012 7cm8t 5 *iempo para una lectura 7seg8

6 5 :rea del vertedero 7cm;8

2




# 5 #olumen de agua en el vertedero 7cm<8= 5 3audal 7cm<>seg8

La ecuación que rige esta práctica para determinar las constantes del vertederoes4

*omando logaritmos en cada miembro tenemos4

3ambiando de variables para la regresión lineal tenemos4

La regresión lineal se reali!ará por el método de mínimos cuadrados.3ambiando de variables para la regresión lineal tenemos4

La regresión lineal se reali!ará por el método de mínimos cuadrados.

?onde4

ara verificar el a+uste de los puntos en la recta se obtiene el valor del coeficientede correlación @rA.

1.- ANÁLISIS EPERI/ENTAL

3




Re$+en de la P"(c#ica

3on la ayuda de una bomba se impulsó el agua hasta el principio de una serie devertederos y simuladores hidráulicos que al final conducían el agua hasta elvertedero con el que se reali!ó la práctica. sta bomba estaba controlada por dosllaves de paso que se operaban para que el caudal sea mayor o menor, segBn losrequisitos de la práctica. 3uando el caudal era aumentado el flu+o en el vertederollegaba como flu+o turbulento, y para evitar esta situación que podía conducir aerrores.

&e utili!ó un cronómetro para medir los tiempos de cada lectura. &e inician laslecturas cuando el agua en el vertedero se mantiene a una altura constante, setapa el tubo de desalo+o del tanque, se controla una altura predeterminada en lareglilla del tanque y se cronometra el tiempo para esta lectura. ste proceso serepite varias veces para obtener mayor eCactitud en la obtención de resultados.ara la práctica se midieron las dimensiones del vertedero que serviría parareali!ar la posterior calibración.

I/Á0ENES DE LA PRÁCTICA

4

Depósito

H




TABLA DE DATOS OBTENIDOS

5




NºAl#. Ve"#edo"

23++4Vol3Li#4

#3e54

Ca$dal3Li#6e54

7i8lo52

9i8lo5:

7i; 7<9 9i;

D ;<,D; 1,E<0 D;,1F 1,1<F D,<FE GD,E<0 D,F1 GD,0F< ;,1H1; ;F,D- 1,<H H,0; 1,1EH D,EDH GD,<<D ;,110 GD,F D,HH1< ;0,HH 1,<H- -,F; 1,1FH D,EHE GD,DHF ;,DH; GD,H<< D,<;

E <1,HF 1,< E,HH 1,11 D,E GD,100 ;,;DE GD,F<- D,;1H- <D,FD 1,<H -,1E 1,1HH D,-11 GD,DD- ;,;E0 GD,FH; D,;E<F <D, 1,<<H E,D 1,1D D,-1E GD,10E ;,;FD GD,FEE D,D0FH <;,< 1,<E< E,;< 1,1D D,-D1 GD,10D ;,;D GD,FE D,D01 EE,E0 1,ED ;,;- 1,D; D,FE G1,H<0 ;,HDH GD,;D0 1,-EH

= 11>?@ ,?>@- 1> ,1->-??1@>@

1. RESULTADOS

Los resultados obtenidos son4

Ve"#ede"o T"ian5$la"

m 5 1,H01H<F

3 5 D,D;F0F1;<

stas constantes son las que rigen el vertedor anali!ado y con su ayuda sepuedan determinar variables más fácilmente que usando otro tipo de instrumentoso equipos comple+os.3omo el coeficiente de correlación r 5 1.000 es muy cercano a D se puede deducir que los datos obtenidos están muy próCimos a una línea recta. La gráfica de todoslos puntos se muestra en la siguiente gráfica.

0"a*ico

6




Ca$dal 3:4 , Al#$"a324

20 25 30 35 40 45 50

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.1200.140

0.160

0.180

0.200

Altura

Caudal

1. CONCLUSIONES

La práctica reali!ada es muy usual en situaciones reales ya que con un vertederose puede reali!ar un buen control de obras hidráulicas como canales con unainversión mucho menor que adquiriendo instrumentos especiales.

n cuanto a los errores que pudo arrastrar la práctica, se puede mencionar que losvértices del fondo del vertedero y tanque no eran rectos sino curveados, un flu+oque no era completamente laminar, peque"as fugas de agua cuando se tapaba elorificio del tanque y errores humanos en la lectura del cronómetro y de las reglas.

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