Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Los mejores documentos en venta realizados por estudiantes que han terminado sus estudios
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Descubre las mejores universidades de tu país según los usuarios de Docsity
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
INFORME DE ORIFICIOS HIDRAULICA
Tipo: Ejercicios
1 / 30
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
Velocidad real. vt = Cv √ 2 ∗ g ∗ H Ec. ( 3 ) El coeficiente Cv se obtiene de forma experimental, es adimensional y tiene un valor cercano a la unidad, este factor toma en consideración factores omitidos anteriormente como pérdidas de energía y factor de corrección de energía cinética. Coeficiente de descarga.
Coeficiente Vc.
√
2
Caudal evacuado para un orificio: Q = Cd Ao √ 2 gH Ec. ( 6 )
Ilustración 1. Gráfica para coeficientes en función del número de Reynolds. Cuando se vacía un depósito, la altura de la lámina de agua por encima del orificio de descarga es variable, por lo tanto, en un instante de tiempo el caudal es: Caudal salida para cualquier instante de tiempo: Q = Cd Ao √ 2 gy Ec. ( 7 ) Donde ‘y’ representa la carga variable por encima del orificio. Intervalo de tiempo dt en función de dy:
Cd AO √ 2 gy
Al integrar la expresión anterior de obtiene. Tiempo total de evacuación:
√^2 g^
√ H^ a Ec^. (^9 )
Despejando dt y haciendo factor (^) √ 2 gY ya qué la gravedad y carga ‘y’ es igual en los 3 orificios.
( Cd 1 Ao 1 + Cd 2 Ao 2 + Cd 3 Ao 3 )∗√^2 gY^
( Cd 1 Ao 1 + Cd 2 Ao 2 + Cd 3 Ao 3 )∗√^2 gY^
√ 2 g
( Cd 1 Ao 1 + Cd 2 Ao 2 ) √ Ha Ec^. (^13 )
√^2 g
( Cd 1 Ao 1 + Cd 2 Ao 2 + Cd 3 Ao 3 ) √ Ha Ec^. (^14 ) MONTAJE EXPERIMENTAL Ilustración 4. Esquema general del montaje experimental.
Esquema general del montaje Tablero de mediciones
a. Destapar uno de los orificios. b. Determinar tiempo de evacuación del depósito hasta el punto de centro de gravedad del orificio.
A continuación, se presentan los registros tomados en el laboratorio:
Calibración de orificios: Orificio 1 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Tiempo (s) Volumen (ml) Tiempo (s) Volumen (ml) Tiempo (s) Volumen (ml) Tiempo (s) Volumen (ml) 1,91 420 2,47 480 2,68 570 2,61 570 2,01 440 2,56 510 2,63 550 1,9 410 2,14 450 2,56 500 3,54 740 3,22 720 Coordenadas tiro parabólico – Orificio 1 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 X Y X Y X Y X Y 13,3 3,8 13,3 5,6 13,4 6,1 13,4 3, 22,4 11,8 18,5 13,1 20,8 13,6 23,5 11, 30,7 21,5 23,5 20,1 24,1 18,7 33,8 24, 38,7 33,6 28,7 29,8 28,7 28,5 39,7 34, Orificio 2 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Tiempo Volumen Tiempo Volumen Tiempo Volumen Tiempo Volumen
(s) (ml) (s) (ml) (s) (ml) (s) (ml) 1,91 680 3,96 540 1,47 450 1,16 400 1,91 680 3,96 540 1,47 450 1,16 400 1,91 680 3,96 540 1,47 450 1,16 400 Coordenadas tiro parabólico – Orificio 2 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 X Y X Y X Y X Y 12,9 2,5 13,3 1,9 11,4 2,1 15,5 2, 22,7 4,8 24,6 5,9 21 4 25,9 5, 32,3 9,2 33,6 9,1 32,2 8,1 36,2 10, 41,8 15,1 47,9 13,8 40,3 13,5 46,1 17, Orificio 3 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Tiempo (s) Volumen (ml) Tiempo (s) Volumen (ml) Tiempo (s) Volumen (ml) Tiempo (s) Volumen (ml) 0,82 340 1,06 410 1,2 430 1,41 490 0,61 330 1,01 390 0,94 400 1,36 460 1,1 470 1,19 470 0,85 360 1,45 510 Coordenadas tiro parabólico – Orificio 3 Q1 Q2 Q3 Q X Y X Y X Y X Y 11,3 1 10,6 1,3 9,2 0,9 9,7 0, 20,8 2,8 22,3 3,3 24,9 3,5 25,3 3, 32,2 6,1 34,4 7,1 34,6 6,9 31,6 8, 52,2 11 45,9 12,5 42,4 9,7 51,1 14, Tiempo de descarga: Un orificio n t [s] 1 218, 2 218, 3 218,
Primero se ubican los puntos en un plano cartesiano para este caso se utilizarán los de orificio 1 caudal 1 15 20 25 30 35 35 30 25 20 15 10 5 0 Luego se realiza una regresión cuadrática con ayuda del programa Wolfram Mathematica obteniendo
Se grafican los puntos y la función 15 20 25 30 35 35
V (^) r = Cv √ 2 gh Para el orificio 1
V (^) r =0.956 (^) √ 2 ( 9.81 ) 0.094=1.
La función que describe ese movimiento sería
2
2
2
2
2
2
Quedando así la gráfica
2
2
2
2
2
2
2 Calibración de orificios: Primero se realiza el criterio de Chauvenet para descartar los datos que no son confiables o que pudieron tener un error en su toma de datos en el respectivo laboratorio: CRITERIO DE CHAUVENET (Datos tomados en Lab) – Orificio 1 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Tiemp o (s) Volume n (ml) Tiemp o (s) Volume n (ml) Tiempo (s) Volume n (ml) Tiemp o (s) Volume n (ml) 0,82 340 1,06 410 1,2 430 1,41 490 0,61 330 1,01 390 0,94 400 1,36 460 1,1 470 1,19 470 0,85 360 1,45 510 ā 0,
μ 0,246 78,102 0,093 41,633 0,182 35,119 0,045 25, Z 3 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,
CRITERIO DE CHAUVENET (Datos tomados en Lab) – Orificio 1 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Tiemp o (s) Volume n (ml) Tiemp o (s) Volume n (ml) Tiempo (s) Volume n (ml) Tiemp o (s) Volume n (ml) INTERVALO DE CONFIANZA Inferior 0,
Superior 1,
Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Teniendo en cuenta que los valores tomados se encuentran dentro del intervalo de confianza se puede decir que los datos tomados en el laboratorio son representativos para la muestra de orificio
CRITERIO DE CHAUVENET (Datos tomados en Lab) – Orifico 2 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Tiemp o (s) Volume n (ml) Tiemp o (s) Volumen (ml) Tiempo (s) Volume n (ml) Tiemp o (s) Volume n (ml) 1,91 680 3,96 540 1,47 450 1,16 400 1,91 680 3,96 540 1,47 450 1,16 400 1,91 680 3,96 540 1,47 450 1,16 400 ā 1,
μ 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0, Z 3 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1, INTERVALO DE CONFIANZA Inferior 1,
Superior 1,
Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Teniendo en cuenta que los valores tomados se encuentran dentro del intervalo de confianza se puede decir que los datos tomados en el laboratorio son representativos para la muestra de orificio
Caudal promedio (m^3 /s)
Caudal promedio (m^3 /s)
Numero de Reynolds NR 23788 Numero de Reynolds NR 21429 ORIFICIO 1 Q 3 Q 4 H (cm) 10,8 H (cm) 11, H (m) 0,108 H (m) 0, Tiempo (s) Volumen (ml) Volumen (m^3 ) Q (m^3 /s) Tiempo (s) Volumen (ml) Volumen (m^3 ) Q (m^3 /s) 2,68 570 0,
caudal promedio (m^3 /s)
caudal promedio (m^3 /s)
Numero de Reynolds NR 22381 Numero de Reynolds NR 23395 Para determinar el Cv se utiliza la ecuación:
√
2
Coeficiente de velocidad Cv
Coeficiente de velocidad Cv 13,3 3,8 0,977 13,3 5,6 0, 22,4 11,8 0,933 18,5 13,1 0, 30,7 21,5 0,948 23,5 20,1 0, 38,7 33,6 0,956 28,7 29,8 0, COORDENADAS TIRO PARABOLICO – ORIFICIO 1 Q 3 Q 4 X Y Coeficiente de velocidad Cv
Coeficiente de velocidad Cv 13,4 6,1 0,825 13,4 3,7 1, 20,8 13,6 0,858 23,5 11,2 1, 24,1 18,7 0,848 33,8 24,5 0, 28,7 28,5 0,818 39,7 34,9 0,
Una vez obtenido Cv se procede a determinar Cc y Cd, utilizando las siguientes ecuaciones:
2
A 0 √ 2 ∗ g ∗ h COEFICIENTES EXPERIMENTALES – ORIFICIO 1 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Coeficiente de velocidad Cv
Coeficiente de velocidad Cv
Coeficiente de velocidad Cv
Coeficiente de velocidad Cv
Coeficiente de contracción Cc
Coeficiente de contracció n Cc
Coeficiente de contracción Cc
Coeficiente de contracción Cc
Coeficiente de descarga Cd
Coeficiente de descarga Cd
Coeficiente de descarga Cd
Coeficiente de descarga Cd
Finalmente se obtienen los valores medios de cada coeficiente para el oficio 1 se tiene: Cv = 0. Cc = 0. Cd = 0. Con el número de Reynolds se buscan los valores teóricos de los coeficientes por medio de la ilustración 1. De este modo, los valores teóricos de los coeficientes son: Cv = 0. Cc = 0. Cd = 0. Se calcula el error porcentual:
| Teorico − Experimental |
