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AFORO CON VERTEDEROS

LILIBETH VILORIA SIERRA ANGIE KATHERINE SOSA CUEVAS ANDREA CAMILA SALINAS NIÑO

MECANICA DE FLUIDOS Y HIDRULICA DOCENTE: CARLOS ARTURO GRATTZ

UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIERÍA

11 DE FEBRERO DEL 2016 BOGOTÁ D.C

INTRODUCCIÓN Nuestra práctica se centra en lo que es un aforo con vertederos o medición de un caudal en un vertedero, este puede tener fines específicos e importantes como evacuar agua sobrantes de un envase (aliviadero); los embalses tienen múltiples usos como: generar energía eléctrica, cultivo de peces o riego. Para esto último podemos tomar como ejemplo la central de Betania a la cual le podemos adicionar el hecho de que ayuda a evitar las inundaciones en caso de que se presentase algún tipo de desbordamiento. Estos fluidos que circulan por los vertederos se ven afectados únicamente por el peso de estos mismos y la presión del ambiente (presión atmosférica) El propósito de la práctica consistió en analizar el flujo del agua que pasa a través del rebosadero, con su tiempo de caída, para, de esta manera, determinar varios caudales a diferentes alturas.

OBJETIVOS

 Realizar la gráfica de altura Vs caudal de los resultados obtenidos en la practica  Analizar la relación de las alturas con respecto al tiempo y flujo del agua en el vertedero

MARCO TEÓRICO  Vertedero: es un muro o una barrera que se interpone al flujo, causando sobre-elevación del nivel de la lámina aguas arriba y disminución aguas abajo. Las principales funciones de los vertederos son:  Control de nivel en embalses, canales, depósitos, estanques, etc.  Aforo o medición de caudales.  Elevar el nivel del agua.  Evacuación de crecientes o derivación de un determinado caudal.

LOS VERTEDEROS PUEDEN SER CLASIFICADOS DE VARIAS FORMAS  SEGÚN EL ESPESOR DE LA PARED:  Vertederos de pared delgada  Vertederos de pared gruesa o de cresta ancha

Los vertederos de pared delgada sirven para medir caudales con gran precisión, y los de pared gruesa, como integrantes de una presa u otra

estructura hidráulica, se utilizan para controlar niveles, aunque también se pueden instrumentar como medidores de caudales.  SEGÚN SU FORMA GEOMETRICA  Rectangulares  Rectangulares de arista viva  Triangulares  De cresta redondeada y talud vertical  Trapezoidales  Cresta redondeada y talud inclinado hacia aguas abajo  Circulares  Semicirculares  Asimétricos

 AFORO CON VERTEDEROS Y CANALETAS Se utilizan principalmente en la medición de caudales en pequeñas corrientes, en canales artificiales y de laboratorio; su uso en corrientes naturales es muy restringido. Un funcionamiento típico de un vertedero para aforar corrientes naturales.

 MEDICIÓN DE AGUA. La medición del caudal o gasto de agua que pasa por la sección transversal de un conducto (río, riachuelo, canal, tubería) de agua, se conoce como aforo o medición de caudales. Este caudal depende directamente del área de la sección transversal a la corriente y de la velocidad media del agua. La fórmula que representa este concepto es la siguiente: Q = A x V (1)

Donde: Q = Caudal o Gasto. A = Área de la sección transversal. V= Velocidad media del agua en el punto.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA La práctica se realizó en base al funcionamiento de un banco hidráulico, con el cual se midieron caudales con un depósito volumétrico. Este era impulsado por un motor que se encontraba en la parte inferior del equipo. Lo primero que se procedió a hacer fue ajustar la punta de aguja a la altura superficial del agua que se encontraba en el banco, luego de que el agua comenzara a fluir, se observaba en un indicador ubicado a un costado, el volumen que el líquido empezaba a ocupar, al momento que este indicara un litro, se procedía a cronometrar el tiempo que este tardaba en llegar a dos litros; este procedimiento se realizó nueve veces, con alturas diferentes.

GRÁFICAS

TABLA DE RESULTADOS Altura H (cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9

5,8 8,1 10,1 12,6 14,6 19,5 21,8 24,9 26,7

T1 (s) T2 (s) 23,32 23,52 16,35 16,75 11,46 10,94 7,29 7,47 6,33 6,73 6,18 6,18 5 4,71 4,14 3,83 3,11 2,71

PROMEDIO T (s) 23,42 16,55 11,2 7,38 6,53 6,18 4,855 3,985 2,91

Caudal (m3/s) 4,26985E-05 6,0423E-05 8,92857E-05 0,000135501 0,000153139 0,000161812 0,000205973 0,000250941 0,000343643

Altura VS Caudal 30 25 20

15 10 5 0 0

0.00005

0.0001

0.00015

0.0002

0.00025

0.0003

0.00035

0.0004

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Por el comportamiento que se puede observar en la curva de calibración entre la altura vs el caudal, es evidente que hubo varios errores en la toma de datos, esto se puede evidenciar en las diferencias de tiempo puesto que, en algunas de estas, se ve una diferencia considerable, lo que nos indica poca precisión por al momento de cronometrar los tiempos respectivos; otro error que pudo causar esto fue la toma de datos de las alturas, puesto que el ojo humano al no ser exacto causa inmediatamente una incertidumbre y/o error al momento de hacer la medición. Así mismo, lo anterior puedo haber sido afectado por no poner de forma precisa la punta de aguja sobre la superficie del líquido. Además de lo mencionado anteriormente se pudo comprobar que a mayores alturas, mayor era el caudal y menor su tiempo de llenado.

CONCLUSIONES

Durante la práctica logramos conocer, y así mismo analizar la relación que existe entre las alturas con respecto a un tiempo t y flujo para la medición del caudal. De lo mencionado anteriormente se logró realizar la gráfica respectiva con los datos obtenidos con respecto al caudal Q y la altura H y observar su comportamiento gráfico.

BIBLIOGRAFIA

 Ramiro Marbello Pérez; Hidrometría y Aforo de Corrientes Naturales. Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Ingeniería Civil.  A Salamanca. Diseño y fabricación de turbinas hidráulicas. Lima – Perú. Disponible en: http://www.turbinas3hc.com/servicios/download/medir_caudal_altura.pdf  Marbelo Perez Ramiro. VERTEDEROS Y CALIBRACIÓN DE VERTEDEROS DE MEDIDA. Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. Disponible en: http://www.bdigital.unal.edu.co/12697/31/3353962.2005.Parte%206.pdf