VERTEDEROS COMO INSTRUMENTO

DE MEDICION DE CAUDALES(mecánica de fluidos II)

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSION BARINAS BARINAS ESTADO BARINAS

Integrante: Fernando Rueda

C.I: 14,876,690

INTRODUCCIÓN

SIEMPRE QUE SE TRABAJA CON UN FLUIDO

, EXISTE LA NECESIDAD DE REALIZAR UN

CONTEO DE LA CANTIDAD QUE SE

TRANSPORTA, PARA LO CUAL UTILIZAMOS

MEDIDORES DE FLUJO. ALGUNOS DE ELLOS

MIDEN LA VELOCIDAD DE FLUJO DE

MANERA DIRECTA Y OTROS MIDEN LA

VELOCIDAD PROMEDIO, Y APLICANDO LA

ECUACIÓN DE CONTINUIDAD Y LA DE

ENERGÍA SE CALCULA LA VELOCIDAD

vertederos ?

Son simples aberturas sobre las que se desliza un líquido.

Pueden ser entendidos como orificios cuya arista superior

está sobre el nivel de la superficie libre del líquido. Se

suelen usar para medir caudales en conductores libres

(canales, ríos, etcétera).

Uso de vertederos para medir el

caudal (Q) ?

Los vertederos se utilizan como instrumentos de medicion

de caudales más antiguos, simples y confiables para

medir el flujo del agua en un canal si se dispone de

suficiente caída y la cantidad de agua a medir no es muy

grande. Los vertederos son instrumentos efectivos de

medición porque si tienen un tamaño y forma determinados

en condiciones de flujo libre y régimen permanente, existe

una relación definida entre la forma de la abertura

determina el nombre del vertedero.

Clasificación de VertederosLos vertederos pueden ser clasificados de varias formas:

Por su localización en relación a la estructura principal

Vertederos frontales Vertederos laterales Vertederos tulipa; este tipo de vertedero se sitúa fuera de la presa y la descarga puede estar fuera del cauce aguas abajo.(Vertedero tulipa descargando agua)

Desde el punto de vista de los instrumentos para el control del caudal vertido:

• Vertederos libres, sin control.

• Vertederos controlados por compuertas.

Desde el punto de vista de la pared donde se produce el vertimiento:

• Vertedero de pared delgada

• Vertedero de pared gruesa

• Vertedero con perfil hidráulico

Desde el punto de vista de la sección por la cual se da

el vertimiento:

• Rectangulares

• Trapezoidales

• Triangulares

• Circulares

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

Vertederos de pared delgada

El caudal en un canal abierto puede ser medido mediante un

vertedor, que es una obstrucción hecha en el canal para que él liquido

retroceda un poco atrás y fluya sobre o a través de ella. Si se mide la

altura de la superficie liquida de la corriente arriba es posible

determinar el caudal. Los vertederos, construidos con una hoja de

metal u otro material, que permitan que el chorro o manto salgan

libremente reciben el nombre de vertederos de pared delgada.

Debe haber una posa de amortiguación o un canal acceso aguas

arriba para calmar cualquier turbulencia y lograr que el agua se

acerque al vertedero lenta y suavemente.

Para tener mediciones precisas el ancho del canal de acceso debe

equivaler a ocho veces el ancho del vertedero y debe extenderse

aguas arriba 15 veces la profundidad de la corriente sobre el vertedero.

Ecuación para un vertedero rectangular

de pared delgada:

Terminología relativa a los vertederos

Donde:

b: Longitud de la cresta del vertedero.

B: Ancho del canal de acceso

h: Carga del vertedero. es el desnivel entre la superficie libre de aguas arriba y la cresta del vertedero

a: carga sobre la cresta

P: Altura o cota de la cresta, referida al fondo del canal

Z: Espesor de la lamina de agua, aguas abajo del vertedero

L : Distancia mínima, aguas arriba del vertedero, a la cual se coloca el medidor de niveles (limnimetro). L. mayor o igual que 5h.

e: Espesor de la pared del vertedero

H: Espesor de la lamina de agua, aguas arriba del vertedero.

El chorro descargado a través de la escotadura del vertedero, modelado por la cresta, forma una hoja llamada napa o lamina vertiente.

Aplicando la ecuación de Bernoulli entre los puntos 1 y 2 sobre una misma línea de corriente

ECUACION GENERAL

Para determinar el caudal que pasa a través del vertedero se aplica la

ecuación de la energía entre 1 y 2, considerando algunas suposiciones

básicas:

- Distribución hidrostática de presiones.

- Las perdidas por fricción y locales entre 1 y 2 son despreciables.

- La tensión superficial es despreciable.

- El flujo de aguas debajo de la estructura (vena) debe ser libre (no

ahogado) para garantizar que la presión en la vena sea la

atmosférica (chorro libre).

- Se desprecia el efecto de la cabeza de velocidad de llegada

Localización del vertedero en un curso de agua

En un trecho rectilíneo del curso de agua, libre de turbulencias,

preferiblemente sobre una saliente natural, se coloca el vertedero de

tal manera:

1) que la cresta quede perfectamente colocada en nivel;

2) que esté en posición normal respecto a la corriente de agua;

3) que esté firmemente colocada, con ayuda de estacas de madera o

piedra;

4) que el agua no corra por el fondo o por los lados; es decir, que

toda el agua discurra dentro de la abertura rectangular, y

5) que el agua caiga libremente sin represamiento en el vertedero.

A 1,50 m se clava una estaca de madera nivelada con la cresta del

Vertedo

6) Se espera que el flujo del agua se normalice y se mide sobre la

estaca la altura H.