fluidos externos - Daniela Maldonado

APUNTES DE CLASE : MECANICA DE FLUIDOS I
Roberto Campaña Toro, MSc.
FLUJO SOBRE ORIFICIOS, VERTEDEROS Y COMPUERTAS
Con el fin de tomar en cuenta parametros no considerados en la formulación teórica de un
fenómeno, se suelen considerar coeficientes de corrección a los valores teoricos obtenidos que
proporcionen valores reales.
El flujo a través de orificios, vertederos y compuertas son ejemplos típicos donde estos
coeficientes encuentran aplicación.
COEFICIENTE DE DESCARGA
El coeficiente de descarga "cd" es la relación entre el caudal real que pasa a través de un
dispositivo y el caudal real.
cd = caudal real / caudal ideal
COEFICIENTE DE VELOCIDAD
El coeficiente de velocidad "cv"es la relación entre la velocidad media real en la sección recta
de la corriente y la velocidad media ideal que se tendria sin rozamiento
cv = velocidad media real / velocidad media ideal
COEFICIENTE DE CONTRACCION
El coeficiente de contracción cc es la relación entre el área de la sección recta contraída de
una corriente y el área del orificio a través del cual fluye el fluido
cc = area de flujo contraido / area del orificio
Se cumple que cd = cv.cc
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
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Roberto Campaña Toro, MSc.
FLUJO EN ORIFICIOS:
Q = C d A 2 gH
Donde:
Q:
A:
H:
Cd:
Caudal
Area de orificio
Carga sobre eje de orificio
Coeficiente de descarga (Depende del
número de Reynolds.
Descarga Libre
Q = C d A 2 g∆H
Donde:
Q : Caudal
A: Area de orificio
∆H: Diferencia de cargas sobre eje de orificio
Cd: Coeficiente de descarga (Se emplean los
coeficientes de la descarga libre).
Q1 = C d 1 A1 2 gH
Q2 = C d 2 A2 2 gH m
Donde:
Q1, Q2 :
A1,A2:
H y Hm:
Cd1 y Cd2:
Caudales
Areas parciales de orificio
Cargas sobre eje de orificio
Coeficiente de descarga (Se
sugieren Cd1 = 0.7 y Cd2=0.675).
Fuente: Hidráulica General, Sotelo
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FLUJO EN COMPUERTAS
Q = C d .b.a. 2.g . y1
donde:
Cd: coeficiente de descarga.
b: ancho de compuerta.
a: abertura de compuerta
y1: profundidad del flujo aguas arriba de la compuerta
Fuente: Hidráulica General, Sotelo
FLUJO SOBRE VERTEDEROS
Q=
2
2 g .c d .b.h 3 / 2
3
b: ancho de vertedero
h: carga aguas arriba del vertedero
Cd: coeficiente de descarga. (En un vertedero sin contracciones laterales puede emplearse
Cd=0.61 + 0.08h/w )
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Fuente: Hidráulica General, Sotelo
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