informe mecanica de fluidos upla 2013
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AÑO DE LA INVERSION PARA EL DESARROLLO RURALY LA SEGURIDAD
ALIMENTARIA”
INFORME Nº 001 –2013–N/DOC./ UPLA-TALLER DE MECANICA DE FLUIDOS E
HIDRAULICA
A : ING. MARIO HUATUCO GONZALES
Docente de la Facultad de Ingeniería Civil - Laboratorio de
Mecánica de Fluidos e Hidráulica
DE : Aguilar Galván Jesús
Coronación Martínez Saúl Walther
Peña Martínez Hugo
Ramos Huachohuilca Orlando
Estudiantes de la carrera profesional de Ing. Civil
ASUNTO : “Actividad 1 – Medidores de Caudal y Vertederos”
FECHA : Huancayo, 08 de Abril del 2013
Mediante la presente nos es grato dirigirnos a usted y saludarlo afectuosamente,
aprovechando el medio le hacemos llegar nuestro informe respecto al “trabajo de
laboratorio referente a Medidores de Caudal y Vertederos”, el cual fue realizado el
día 08 de abril del 2013 a horas 4:45 pm a 7:45 pm, en el laboratorio de mecánica de
fluidos de facultad de ingeniería, la misma que se detalla a continuación y sin más
que informarle es cuanto podemos alcanzarle para los fines que usted crea
conveniente.
Atentamente,
INTRODUCCION
La práctica que realizamos es la medición de caudales utilizando vertederos
triangular y cuadrangular, lo cual se realizó en el laboratorio N°02 de mecánica de
fluidos e hidráulica de la facultad de ingeniería, de la universidad peruana los
andes (UPLA), ubicada en la Av. Giráldez N°230, de la provincia de Huancayo,
distrito de Huancayo, en el departamento de Junín-Perú.
Los objetivos que se persigue son; determinar del caudal que fluye por un
canal, empleando un vertedero triangular y un vertedero cuadrangular; analizar el
funcionamiento de los diferentes tipos de vertederos; obtener experimentalmente
el coeficiente de descarga Um para vertederos triangulares y para vertederos
rectangulares.
El procedimiento que tenemos que seguir son, medir el ángulo del vertedero
en el caso del vertedero triangular, o sino la base en el caso del vertedero
rectangular; colocar el vertedero triangular; llenar el tanque con agua; encender la
bomba y esperar que se estabilice el flujo; medir el volumen V del depósito
inmediato al vertedero; medir el tirante h en el piezómetro, aguas arriba del
vertedero; medir el tiempo que demora el agua en llenar un volumen de 2 litros;
repetir el procedimiento para diferentes caudales, para ello regular la válvula
situado en la tubería de descarga de la bomba.
Se puede concluir que el caudal mínimo en el vertedero triangular es de 360
cm3/s, en el cual se obtiene un coeficiente de descarga mínimo de 0.7279, El
caudal mínimo en el vertedero triangular es de 550 cm3/s, en el cual se obtiene
un coeficiente de descarga mínimo de 1.0889; Si podemos comparar en cuanto a
los caudales del mismo valor, así como el de 550 cm3/s, el coeficiente de
corrección para el vertedero triangular es de 1.0889, y para el vertedero
cuadrangular es de 0.3182, por lo tanto el coeficiente de corrección para el
vertedero triangular es mayor que la del vertedero rectangular; Se concluye que el
coeficiente de correlación de los datos obtenidos con la experimentación en
vertedero triangular, es mayor a la correlación obtenida utilizando el vertedero
rectangular.
I. OBJETIVOS
Determinar del caudal que fluye por un canal, empleando un vertedero
triangular.
Determinar del caudal que fluye por un canal, empleando un vertedero
rectangular.
Analizar el funcionamiento de los diferentes tipos de vertederos.
Obtener experimentalmente el coeficiente de descarga Um para
vertederos triangulares.
Obtener experimentalmente el coeficiente de descarga Um para
vertederos rectangulares.
II. EQUIPOS
Vertedero triangular
http://www.monografias.com/trabajos11/valvus/valvus.shtml
Vertedero rectangular
Fuente: http://dc313.4shared.com/doc/OmfKREZF/preview.html
HERRAMIENTAS
Cronometro calculadora -Libreta de Notas
III. PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA
VERTEDERO TRIANGULAR
1. Medir el ángulo del vertedero.
2. Colocar el vertedero triangular.
3. Llenar el tanque con agua.
4. Encender la bomba y esperar que se estabilice el flujo.
5. Medir el volumen V del depósito inmediato al vertedero.
6. Medir el tirante h en el piezómetro, aguas arriba del vertedero.
7. Medir el tiempo que demora el agua en llenar un volumen de 2 litros.
8. Repetir el procedimiento para diferentes caudales, para ello regular la válvula
situado en la tubería de descarga de la bomba.
VERTEDERO RECTANGULAR
1. Medir base B del vertedero
2. Colocar el vertedero rectangular.
3. Llenar el tanque con agua.
4. Encender la bomba y esperar que se estabilice el flujo.
5. Medir el volumen V del depósito inmediato al vertedero.
6. Medir el tirante h en el piezómetro, aguas arriba del vertedero.
7. Medir el tiempo que demora el agua en llenar un volumen de 2 litros.
8. Repetir el procedimiento para diferentes caudales, para ello regular la válvula
situado en la tubería de descarga de la bomba.
IV. TABLA DE REGISTRO DE DATOS
VERTEDERO TRIANGULAR
TABLA DE DATOS
N° V(L) T(s) H(mm)
1 2 18 16.4
2 2 8.23 25.1
3 2 7.68 27.2
4 2 6.41 28.9
5 2 4.88 29.5
6 2 4.76 31
Fuente: Elaboración propia
VERTEDERO RECTANGULAR
TABLA DE DATOS
N° V(L) T(s) H(mm)
1 2 29.4 9.3
2 2 26.72 10.8
3 2 19.97 11.6
4 2 13.84 16.5
5 2 9.17 22
6 3 6.8 36.4
7 2 4.49 41.2
8 2 4.22 45.5
9 2 3.47 48.2
10 2 2.7 52.9
Fuente: Elaboración propia
V. TABLA DE PROCESAMIENTO DE DATOS
VERTEDERO TRIANGULAR
TABLA DE PROCESAMIENTO DE DATOS
N° Volumen
(cm3)
Tiempo
(s)
Carga sobre
vertedero
Caudal Real
cm3/s
Gravedad
(cm/s2)
Caudal T.
cm3/s
Um o Cd
1 2000 18 1.64 111.11 981 81.37 1.36552495
2 2000 8.23 2.51 243.01 981 235.79 1.03061777
3 2000 7.68 2.72 260.42 981 288.25 0.90343786
4 2000 6.41 2.89 312.01 981 335.42 0.93020599
5 2000 4.88 2.95 409.84 981 353.10 1.16066504
6 2000 4.76 3.1 420.17 981 399.72 1.05116424
Fuente: Elaboración propia
el Angulo Ɵ es de 90°
Fórmula para caudal real
Fuente: http://www2.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0556-66062009000200004&nrm=iso
VERTEDERO RECTANGULAR
TABLA DE PROCESAMIENTO DE DATOS
N° Volumen
(cm3)
Tiempo
(s)
Carga sobre
vertedero
Caudal Real
cm3/s
Gravedad
(cm/s2)
Caudal T.
cm3/s
Um o Cd
1 2000 29.4 0.93 68.03 981 79.45 0.85620694
2 2000 26.72 1.08 74.85 981 99.43 0.75279792
3 2000 19.97 1.16 100.15 981 110.68 0.90486846
4 2000 13.84 1.65 144.51 981 187.76 0.76964153
5 2000 9.17 2.2 218.10 981 289.08 0.75447897
6 3000 6.8 3.64 441.18 981 615.22 0.71710173
7 2000 4.49 4.12 445.43 981 740.84 0.60125449
8 2000 4.22 4.55 473.93 981 859.80 0.55121491
9 2000 3.47 4.82 576.37 981 937.45 0.61482351
10 2000 2.7 5.29 740.74 981 1077.86 0.68723177
Fuente: Elaboración propia
base(B)=3cm
Fórmula para caudal real
Fuente: http://www2.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0556-66062009000200004&nrm=iso
VI. GRAFICO
VERTEDERO TRIANGULAR
50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
f(x) = 1.210263009968E-05 x² − 0.00724960702572366 x + 2.02390234293664R² = 0.893006939412382
VERTEDERO TRIANGULAR
CAUDAL REAL cm3/s
FACT
OR
DE C
ORR
ECCI
ON
(Um
)
Fuente: Elaboración propia
VERTEDERO RECTANGULAR
0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.000
0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
1
f(x) = 1.06519207243861E-06 x² − 0.00112744615498643 x + 0.92206075177008R² = 0.72650006897108
VERTEDERO RECTANGULAR
Caudal Real (cm3/s)
FACT
OR
DE C
ORR
ECCI
ON
(Um
)
Fuente: Elaboración propia
VII. CONCLUSIONES
1. Se puede concluir que el caudal mínimo en el vertedero triangular es
de 360 cm3/s, en el cual se obtiene un coeficiente de descarga mínimo
de 0.7279
2. El caudal mínimo en el vertedero triangular es de 550 cm3/s, en el cual
se obtiene un coeficiente de descarga mínimo de 1.0889.
3. Si podemos comparar en cuanto a los caudales del mismo valor, así
como el de 550 cm3/s, el coeficiente de corrección para el vertedero
triangular es de 1.0889, y para el vertedero cuadrangular es de 0.3182,
por lo tanto el coeficiente de corrección para el vertedero triangular es
mayor que la del vertedero rectangular.
4. Se concluye que el coeficiente de correlación de los datos obtenidos
con la experimentación en vertedero triangular, es mayor a la
correlación obtenida utilizando el vertedero rectangular.
5. Un vertedero es un dique o pared que intercepta una corriente de un
líquido con Superficie libre, causando una elevación 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 límite, o bien para medir el caudal circulante por un
canal.
6. Los vertederos de tipo triangular son usados para medir caudales
pequeños (inferiores aproximadamente a 6 l/s). El ángulo de la abertura
del vertedero puede tomar cualquier valor, pero frecuentemente es 90°.
Los vertederos de tipo rectangular son usados para medir caudales
grandes.
7. El caudal depende de la altura de la superficie libre del canal aguas
arriba, además de depender de la geometría; por ello, un vertedero
resulta un medidor sencillo pero efectivo de caudal en canales abiertos.
VIII. RECOMENDACIONES
1. Si se quiere trabajar con un caudal menor a 550 cm3/s, sería
recomendable el uso de un vertedero triangular.
2. Si se quiere trabajar con un caudal mayor a 550cm3/s, sería
recomendable el uso del vertedero rectangular.
3. Debido a ese resultado sería recomendable utilizar un vertedero
rectangular debido a que su corrección es menor, lo cual nos permitiría
un diseño más exacto.
4. Para poder realizar una comparación más acertada, sería
recomendable tomar la mayor cantidad de datos posibles, mínimo 10, y
a la vez en la misma cantidad para ambas pruebas, así como también,
medir el tiempo de un mismo volumen de agua por lo menos tres veces.
5. Si uno desea medir caudales debemos utilizar los vertederos para tener
buena precisión.
6. Dependiendo de la magnitud del caudal que deseamos trabajar
debemos usar vertederos triangulares o rectangulares.
7. Debemos tener cuidado al tomar las alturas del nivel del agua para
encontrar mayor precisión
IX. BIBLIOGRAFIA
1. http://es.wikipedia.org/wiki/Vertedero_hidr%C3%A1ulico 2. http://www.arqhys.com/construccion/vertederos-
hidraulicos.html . 3. http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/
medidores/vertederos/vertederos.html .