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Departamento: Ingeniería Mecánica. Materia: Sistemas e instalaciones hidráulicas Docente: Ing. Victor Cruz Martínez Nombre Alumno: FERNÁNDEZ SÁNCHEZ FRANCISCO JAVIER N° CONTROL: 17080664Unidad: 1 Grado yGrupo: 6to B Actividad: # Fecha: 31 /01/Tema: 1 OrificiosTemas a desarrollar1 Orificios 1.1 Defin...

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS Departamento: Ingeniería Mecánica. Materia: Sistemas e instalaciones hidráulicas Docente: Ing. Victor Cruz Martínez

Nombre Alumno: Unidad:

FERNÁNDEZ SÁNCHEZ FRANCISCO JAVIER 1

Grado y Grupo:

6to B

Actividad :

N° CONTROL: 17080664

#

Fecha :

31 /01/2020

1.1 Orificios

Tema:

Temas a desarrollar 1.1 Orificios 1.1.1 Definicion y clasificacion 1.1.2 Ec. De Torricelli 1.1.3 Coeficientes de velocidad, contracción y descarga 1.1.4 Ecuaciones: gasto Volumétrico, tiempo de descarga y determinacion experimental de coeficientes 1.1.1

Definición y clasificación

Definición: Son perforaciones, generalmente de forma regular y perímetro cerrado, colocado por debajo de la superficie, en tanques, canales o tuberías. Considerando un recipiente lleno de agua al cual se le realiza un orifico en una de sus paredes por debajo del nivel del agua, el fluido saldrá con una determinada fuerza por dicho orificio. Orificios con descarga libre: Son aquellos en los que el nivel del líquido de la descarga se encuentre por debajo del orificio. Orificios sumergidos parcialmente: Son orificios sumergidos ajustables en los que el área de descarga puede modificarse a voluntad, con el fin de acomodar el área a los distintos caudales probables y necesarios.

Orificios de pared delgada: En estos orificios el agua al salir tiene contacto con un solo punto y lo llena completamente. La vena liquida sufre una contracción, que llega a ser extrema en la parte que se denomina vena o sección contraída. Orificios de pared gruesa: En estos orificios el agua al salir tiene contacto en más de un punto, se le puede dar forma abocinada para que al salir el agua se forme un chorro igual al dímetro del orificio. Orificios de tubo: La salida del orifico está conectada a un tubo corto, es decir, el líquido no sale a la superficie libremente inmediatamente, sino a un tubo de pequeña longitud aproximadamente 2 0 3 veces el diámetro del orificio.

Orifcios con descarga libre

Clasifcación

Orificios sumergidos totalmente: Son aquellos en los que el nivel de líquido de la descarga se encuentra por encima y por debajo del orificio, pueden ser de dimensiones fijas o ajustables.

Orifcios sumergidos parcialmente Orifcios sumergidos totalmente Orifcios de pared delgada Orifcios de pared gruesa Orifcios con tubo

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS Departamento: Ingeniería Mecánica. Materia: Sistemas e instalaciones hidráulicas Docente: Ing. Victor Cruz Martínez

Nombre Alumno:

FERNÁNDEZ SÁNCHEZ FRANCISCO JAVIER 1

Unidad:

Grado y Grupo:

6to B

Actividad :

N° CONTROL: 17080664

#

Fecha :

31 /01/2020

1.1 Orificios

Tema:

1.1.2

Ecuación de Torricelli Si se aplica Bernoulli entre los puntos A y C, tenemos que: Ahora, como Va es nula, si despejamos Vc (que es la velocidad media en la sección contraída) obtenemos: Un análisis intuitivo de las líneas de corriente, como puede apreciarse en las figuras, permite interpretar la formación de la “sección contraída Ωc” a una cierta distancia de la pared del orificio, que es sobre la cual aplicamos Bernoulli.

De esta forma, aplicando la Ecuación de Continuidad y teniendo en cuenta un coeficiente experimental µ “de descarga del orificio”, el cual consiste en una función compleja menor a la unidad (disminuye, en consecuencia, el valor teórico dado por la expresión) en la que influyen la viscosidad, la formación de la sección contraída, la variación real de la velocidad en la misma (consideramos el valor medio en la deducción), la forma de la sección, etc.; se obtiene la expresión: En la que Ω es la sección real del orificio cuyas dimensiones, a diferencia de la sección contraída, son de obtención inmediata. Cuando el orificio es en pared delgada, no cometemos error apreciable si se adopta: Las dos expresiones previas son aplicables al “Orificio Perfecto”, el que se define como tal cuando se cumplen las siguientes condiciones: a) Pared delgada, vertical y perpendicular al escurrimiento. b) Velocidad de llegada despreciable (menor a 0,30 m/s) c) Contracción de la vena completa, lo que implica suficiente distancia desde el fondo y los laterales (orificio cerca de los límites minimizan la contracción). d) Idéntica presión (atmosférica generalmente, salvo casos muy particulares) aguas arriba del orificio y alrededor de la vena fluida en caída. e) Caída libre, no influenciada por los niveles aguas abajo. 1.1.3

Coeficientes de velocidad, contracción y descarga

Coeficiente de velocidad: Es la relación que existe entre la velocidad real y la velocidad teórica.  

Cv= Coeficiente de velocidad Vr= Velocidad real

Vf= Velocidad final

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Nombre Alumno:

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Unidad:

Grado y Grupo:

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Actividad :

Fecha :

31 /01/2020

1.1 Orificios

Tema:



#

N° CONTROL: 17080664

Vt= Velocidad teórica

Coeficiente de contracción:Es la relación que existe entre la velocidad real y la velocidad teórica.   

Cc = Coeficiente de contracción Ac = Área de la sección contraída de la vena A = Área de la sección del orificio

Coeficiente de descarga: Es la relación que existe entre el gasto real y la velocidad teórica. Es el producto generado al relacionar el coeficiente de contracción con el coeficiente de velocidad    

1.1.4

Cd = Coeficiente de descarga Cv = Coeficiente de velocidad Qr = Gasto real Qr = VrAc Vt = Velocidad teórica

Ecuaciones: gasto Volumétrico, tiempo de descarga y determinacion experimental de coeficientes

Ecuacion de gasto volumetrico: la tasa de flujo volumétrico te mantiene con vida. Te diré cómo en un segundo, pero primero debemos definir qué es la tasa de flujo volumétrico. Definimos la tasa de flujo volumétrico QQQ de un fluido como el volumen de fluido que pasa a través de una sección transversal dada por unidad de tiempo. Como la tasa de flujo volumétrico mide la cantidad de volumen que pasa a través de un área en un tiempo dado, su ecuación se ve así:

Ecuación de tiempo de descarga: Ecuación para evaluar el tiempo de descarga Ahora relacionaremos las ecuaciones anteriores para obtener una ecuación que relacione estas variables y que evalúe el tiempo que demora un tanque con geometría determinada para vaciarse. En la figura1 se muestra el esqueleto del equipo.

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Actividad :

N° CONTROL: 17080664 Fecha :

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31 /01/2020

1.1 Orificios

Donde         

R0 : Radio Base Superior R1 : Radio Base Inferior r2 : Radio Inicial del Fluido r1 : Radio del fluido en cualquier tiempo Z2T : Altura del Tanque Z0 : Altura Inicial del Fluido Z : Altura cualquiera del Fluido Zf : Altura Final del Fluido Z1 : Altura del Vértice del Tanque cónico.

Por semejanza de triángulos encontramos las siguientes relaciones:

Determinacion experimental de coeficientes Los Materiales y métodos consistieron en desarrollar un modelo físico experimental, que se desarrolló en el Laboratorio Piloto de Hidráulica de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas, Universidad de Guayaquil – Ecuador, ubicado a 4,00 m.s.n.m., con una temperatura ambiente promedio de 26 °C y una humedad relativa media del 75 %. Se construyeron 8 orificios circulares entre 6 y 48 mm de diámetro usando como material el polimetilmetacrilato (acrílico), fueron considerados aproximadamente 300 datos

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Nombre Alumno: Unidad: Tema:

FERNÁNDEZ SÁNCHEZ FRANCISCO JAVIER 1

Grado y Grupo:

6to B

Actividad :

N° CONTROL: 17080664

#

Fecha :

31 /01/2020

1.1 Orificios

a través del método experimental, en el cual, el caudal real se evaluó volumétricamente, mientras que, el coeficiente de descarga se determinó mediante la relación entre caudal real y caudal teórico, teniendo como resultados coeficientes de descarga que oscilan entre 0,76–0,56,resultados presentados en el ábaco FCMF-UGCd-OCPD-2018, que considera el coeficiente de descarga vs la relación carga hidrostática/diámetro del orificio. Mediante comparaciones con fuentes bibliográficas.

Bibliografía

http://www.f.uba.ar/archivos/institutos_orifcios_vertederos.pdf https://es.slideshare.net/marcoantoniovilchis/orifcos-compuertas-y-vertedores-hidraulica-basica https://es.slideshare.net/CarlosKantun/unidad-1-hidraulica-77768735 https://www.ingenieriaquimica.org/system/fles/modelo-descarga-tanque.pdf...