ALUMNO: PORTAL SANCHEZ,Juan

MECANICA DE FLUIDOS II

Las diferentes formas de las compuertas dependen de su aplicación, el tipo de compuerta a utilizar dependerá principalmente del tamaño y forma del orificio, de la cabeza estática, del espacio disponible, del mecanismo de apertura y de las condiciones particulares de operación.

INTRODUCCIÓN

• OBJETIVO GENERAL

• Encontrar el coeficiente de descarga en una compuerta plana, con descarga libre.

• Hallar el coeficiente de descarga en un ejemplo de aplicación.

• OBJETIVO ESPECIFICO.

• Conocer los diferentes coeficientes de velocidad y coeficiente de contracción

OBJETIVOS

• Las compuertas hidráulicas juegan un papel muy importante ya que nacen de una necesidad o de un problema ya sea social, económico, político en donde su objetivo no es que más satisfacer nuestras necesidades ya que nos brinda un mejor desarrollo.

• En el que hacer de los ingenieros civiles se incluye diseño de obras hidráulicas que contengan y transporten fluidos especialmente agua por ello es necesario conocer todos aquellos elementos aplicados para relacionar las propiedades de los fluidos quietos y en movimiento con herramientas analíticas que nos permitan dimensionar dichas estructuras adecuadamente, cuantificar los flujos a través de ellos y enfrentar los fenómenos hidráulicos que el transporte de estos genere

JUSTIFICACIÓN.

• DEFINICION

• La compuerta es una placa móvil plana o curva que al levantarse permite graduar el orificio que va ser descubierto. El orificio generalmente se hace del piso del canal y el borde inferior de la compuerta por lo que el ancho coincide con el ancho del canal

REVISIÓN DE LITERATURA.

COMPUERTA PLANA LIBRE

Planas, cuando la superficie mojada o expuesta es plana. Estas a su vez pueden ser deslizantes o rodantes, según que el movimiento tenga lugar a través de dos superficies de borde en contacto o mediante un sistema de engranaje, respectivamente.

CLASES DE COMPUERTAS.

CALCULO HIDRAULICO DE COMPUERTAS.

• Aplicando la ecuación de la energía entre la sección 1, aguas arriba de la compuerta, y la sección 2, aguas abajo y despreciando las pérdidas se tiene que:

Aplicando la ecuación de continuidad se obtiene:

Pero como el área hidráulica es: A = y*B, entonces:

Sustituyendo en la ecuación de continuidad se obtiene:

Por lo tanto:

Sustituyendo en la ecuación de energía:

)

Por lo tanto :

Y al despejar la velocidad se tiene que:

Pero para convertirlo a velocidad media se tiene que multiplicarlo por un factor de corrección por lo que:

• Donde:V: velocidad media de la sección : Coeficiente de velocidad que toma en cuenta la distribución no uniforme de velocidades en la sección• Como sabemos que :

• Pero:

Entonces sustituyendo:

O también: *

Que viene a ser la ecuación general de una compuerta deslizante y donde:

= O también:

• Según Cofre y buchheister proponen la siguiente grafica para compuertas con descarga libre:

• En la práctica el valor de este coeficiente ha sido determinado experimentalmente por varios autores. De acuerdo a los valores del Gráfico de la Figura , del Libro Hidráulica de F. J. Domínguez, Quinta Edición, el coeficiente CC, se puede calcular con las siguientes ecuaciones:

• Al igual que en el caso anterior, el valor del coeficiente de gasto ha sido determinado

experimentalmente. Según las experiencias de Bruno Gentilini (La Houille Blanche, 1947), las ecuaciones para calcular CD son las siguientes:

Ejemplo de aplicación Para la compuerta mostrada en la figura, calcular:• La abertura que debe tener para

descargar un gasto de 7 m3/s;• Con esta misma abertura, calcular el

gasto que descarga cuando el tirante, aguas abajo, es y3 = 1.80m

V. METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO

2.40

m

a

Cca

b = 3m

Solucion De la ecuación de continuidad, la abertura de la compuerta es:

• Suponiendo un coeficiente de gasto para descarga libre , se tiene que:

• entonces:

• Para esta relación, en el diagrama de coeficientes de gasto de una compuerta plana vertical según Cofré y Buchheister, obtenemos un valor más exacto:

•  

• Entonces la abertura correcta de la compuerta es:

Ěс ϱϳϬ͘E

• Conocidos y1 , a , y3 , obtenemos un nuevo coeficiente de gasto del diagrama anterior.

 

• Luego,

Ěс ϯϵϬ͘E

• Se logró encontrar la abertura que debe tener la compuerta para un caudal de salida especificado

• Se logró encontrar la relación tirante abertura de una compuerta plana con descarga libre para encontrar su coeficiente de descarga.

•

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

Los valores pueden variar un poco debido a la precisión con se pueda leer en los ábacos para tener el valor de descarga

BIBLIOGRAFÍA.

• http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/flujo_compuertas/flujo_compuertas.html.

• Separata del ing. Oswaldo Ortiz• Hidráulica de F. J. Domínguez, Quinta Edición• Hidráulica general Sotelo Ávila, G

RESULTADOS Y DISCUSIÓN.