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• Karen Torres

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UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLMBIA FACULTAD DE INGENIERIA - ESCUELA DE INGENIERIA AMBIENTAL

ORIFICIOS Practica N° 2

OSCAR IVAN CORONADO DANNA SOFIA ORTEGA DIAZ 201711117 TORRES CAÑON KAREN CELENIA 201611758

Fecha de realización: 19 de Septiembre del 2019 Fecha de entrega: 23 de Septiembre del 2019

Presentado a: HELMER EDGARDO MONROY GONZALEZ

Monitor: BRAMDON CAMILO GARCIA

HIDRAULICA GENERAL

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA AMBIENTAL TUNJA 2019

1. GLOSARIO TECNICO

2. DATOS En la práctica de laboratorio se recolectaron lo datos que se presentan en la siguiente tabla Tabla 1: Datos obtenidos en la práctica

N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

MASA (Kg) 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

T (seg) 106 116,47 110 106,63 100,6 102,85 103,34 104,44 107,82 113,53

Ho (mm) Hc (mm) 115 125 146 177 218 250 279 303 331 351

110 120 144 176 219 249 278,5 302 330 349,5

Lp inicial (mm) 31,1 30,8 30,6 30,3 30,2 30,2 30,1 30,2 30,1 30,1

Lp final (mm) 41 41 41,6 41,6 41,6 41,9 42 41,9 41,7 41,7

3. EJEMPLOS DE LOS CALCULOS

4. RESULTADOS Para la obtención de resultados si hizo necesario realizar la conversión de las alturas y dimensiones del chorro, como se muestra en la siguiente tabla

Tabla 2: Datos convertidos

N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

MASA (Kg) 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

T (seg) 106 116,47 110 106,63 100,6 102,85 103,34 104,44 107,82 113,53

Ho (mm) Hc (mm) 0,115 0,125 0,146 0,177 0,218 0,25 0,279 0,303 0,331 0,351

0,11 0,12 0,144 0,176 0,219 0,249 0,2785 0,302 0,33 0,3495

Lp inicial (mm) 0,0311 0,0308 0,0306 0,0303 0,0302 0,0302 0,0301 0,0302 0,0301 0,0301

Lp final (mm) 0,041 0,041 0,0416 0,0416 0,0416 0,0419 0,042 0,0419 0,0417 0,0417

5. CUESTIONARIO



Comprobar la relación Cd= Cv*Cc.



Graficar √𝑯𝒄 𝒗𝒔 √𝑯𝒐 y mediante regresión determinar el valor de la pendiente el cual corresponde al coeficiente de velocidad.



Determinar el coeficiente de contracción Cc que corresponde a la relación entre el área promedio de la vena contracta y el área del orificio 𝐴𝑐/𝐴𝑜



Estudiar la relación Cd vs H. Para esto grafique los valores de QEXP vs H1/2 determine la expresión matemática correspondiente y por consiguiente el valor del coeficiente Cd.



Para cada una de las lecturas de Ho determinar el coeficiente de descarga Cd con la relación entre: 𝑪𝒅 =

𝑸𝒆𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍 𝑸𝒕𝒆𝒐𝒓𝒊𝒄𝒐

=

𝑨𝒄√𝟐𝒈𝑯𝒄 𝑨𝒄√𝟐𝒈𝑯𝒄



Comprar los valores de 𝐴𝑐 √2𝑔𝐻𝑐 con los valores de Q medidas en el banco de pruebas.



Graficar Cd vs Re



A partir de la expresión 𝑡 =

2𝐴𝑟 𝐶𝑑∗𝐴𝑜∗ √2𝑔

∗ (√ ℎ1 − √ℎ2) determine el valor teórico

para cinco diferentes volúmenes, varié un nivel inicial, dejando h2 fijo y mida sus tiempos de descarga con un cronometro. Para ello utilice el valor Cd obtenido en el numeral 2. Compare los valores obtenidos. Ar: área del recipiente.

6. ANALISIS DE RESUTLADOS

En la práctica se observó que las dimensiones del área del chorro eran menores a las dimensiones del área del orificio, lo cual se puede explicar debido a que las partículas del fluido que se encuentran cerca de la superficie del orificio de desplazan hacia al centro del mismo, produciendo una contracción en el chorro

Mediante el análisis de los resultados obtenidos y la revisión bibliográfica, los coeficientes de velocidad, contracción y de descarga, son función del número de Reynolds, donde se establecen los valores estimados para cada uno dependiendo del valor del Reynolds, cabe resaltar que cuando se tiene un valor para Re mayor a 10^5 los valores para cada uno de los coeficientes permanecen constantes a partir de este valor, como se puede observar en la gráfica siguiente

Gráfica 1: variación de los coeficientes de velocidad, de contracción y de descarga, con el número de Reynolds en un orificio circular Fuente: Orificios y Compuertas, Hidráulica general de Sotelo Ávila

Esto es comprobable mediante un análisis dimensional, donde el coeficiente de descarga de un orificio, es función de Reynolds y representa raíz cuadrada de la mitad del número de Euler (SOTELO, G), y se expresa mediante la siguiente deducción

7. CONCLUSIONES

 



Se determinó exitosamente los coeficientes de descarga, velocidad y de contracción de un orificio que descargaba de forma vertical con diferentes caudales. Por medio de la práctica se puedo comprender mejor, el comportamiento de descarga de un fluido a través de un orificio y como este sufre una concatenación, la cual siempre va a ser menor al área del orificio de salida Se observó la relación existente entre el coeficiente de gasto con la carga hidráulica en el orificio mediante una gráfica obtenida a partir de los resultados

8. APLICACIONES A LA INGENIERIA

9. BIBLIOGRAFIA