UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA SEMESTRE 2009-1 LABORATORIO DE HIDRÁULICA HIDRÁULICA BÁSICA Práctica 4 Vertedores M. I. Isis Ivette Valdez Izaguirre www.ingenieria.unam.mx/hidrounam OBJETIVOS 4. Analizar la descarga de un vertedor triangular de pared delgada. 5. Medir el tiempo t, en s, en que se alcanza un desnivel z de 0.1 m en el tanque de aforo. Repetir el procedimiento de los incisos 3 y 4 para otros cuatro gastos en el vertedor. ANTECEDENTES Vertedores de pared delgada Ecuación del gasto para vertedores triangulares Coeficiente de descarga para vertedores triangulares Limnímetros de punta y de gancho. REGISTRO DE DATOS Vertedor triangular Evento INSTRUMENTO DE MEDICIÓN 1 Cronómetro 2 DESARROLLO 3 Tanque aforador NSA t [m] [s] 4 Vertedor triangular 1. Identificar las características geométricas del vertedor y del tanque aforador, según la figura 1. 2. Medir el nivel, NC en m, de la cresta del vertedor con el limnímetro de gancho. 3. Establecer un gasto Q y medir el nivel del agua, NSA en m, antes del vertedor triangular. 5 En el vertedor: NC= __________m a1 = 0.35 m B= 1.06 m a2 = 0.39 m Tanque aforador: b1 = __________m b2 = _________ m B a1 h h Canal de aproximación a2 w a) Corte longitudinal b) Vista frontal Figura 1. Vertedor triangular de pared delgada. MEMORIA DE CÁLCULO a y b Para cada evento: 1. Obtener el aforo volumétrico del caudal Qvol , en m3/s, mediante la ecuación Qvol donde Vol Vol t volumen de agua en el tanque aforador, en m3, Vol a b z DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA HIDRÁULICA. 2. 3. dimensiones de la sección en planta del tanque, en m t tiempo de aforo, en s. Determinar la carga h sobre el vertedor, en m, como h NSA NC . Dibujar en papel milimétrico la curva de gastos del vertedor Qvol h . LABORATORIO DE HIDRÁULICA, CUBÍCULO 63. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA SEMESTRE 2009-1 h (m) K 1 1 6. Qvol 0 0 7. 0 0 0 0 4. 5. 0 0 0 vertedor, en m1/2/s, para cada nivel NSA, mediante la ecuación Q C exp vol h5/ 2 Utilizar la ecuación experimental de la Universidad Católica de Chile (UCCH) para determinar el coeficiente de gasto para vertedores triangulares a partir de los valores de C exp obtenidos en el inciso anterior Cexp 8 15 2 g K tan leído 3 Gasto 0 (m /s) 0 Obtener el coeficiente de descarga C exp experimental del coeficiente experimental en función de B , h y θ . Usar el valor adecuado de K según la figura 7.10 de la referencia 1. Representar los valores de obtenidos en el inciso anterior sobre una copia amplificada de la figura 7.9 de la referencia antes mencionada, y que se muestra en la figura 2. Calcular el error relativo, en por ciento, entre los coeficientes medidos y los leídos de la figura 7.9, mediante la ecuación l calculado e eído x 100 REFERENCIA 1. 2. CUESTIONARIO 1. 2. 3. 4. 2 donde Cexp coeficiente experimental de descarga para un vertedor triangular, en m1/2/s θ ángulo en el vértice del vertedor triangular Sotelo A. G., Hidráulica general, Vol. 1, Limusa, México, 1990. http://es.wikipedia.org 5. ¿Cuándo se utilizan los vertedores de pared gruesa y cuándo los de pared delgada? ¿Cuáles son las hipótesis en la ecuación de gasto de un vertedor? ¿Qué es un limnímetro de punta y de gancho? ¿Qué efecto tiene en el gasto si la descarga del vertedor es ahogada? ¿Cuál es el efecto de la altura w de la cresta del vertedor respecto del fondo del canal en la velocidad de aproximación del agua? Figura 2. Coeficiente según la UCCH. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA HIDRÁULICA. LABORATORIO DE HIDRÁULICA, CUBÍCULO 63.