orificios

3.1--Generalidades 3.2- Coeficientes de velocidades, vazão e

contracção 3.3-Orifício de grandes dimensões 3.4 - Contracao incompleta 3.5 - Escoamento com nível variável 3.6- Tempo necessário para igualar o nível de

dois reservatórios

CAP. III - ORIICIOS

Los orificios.

Clasificación de los orificios.

Los orificios.


Según la descarga : SumergidoNo sumergido

Según la descarga : No sumergido

Los orificios.


Según el espesor de la pared - Pared delgada- Pared gruesa

Circular

Cuadrado

Triangular

Según la forma geométrica :

Examinaremos el carácter del flujo al salir por un pequeño orificio practicado en una pared de un recipiente y determinaremos la velocidad para altura constante:

Para pequeños orificios Cc = 0.64

0A

ACc c

Compongamos la ecuación de Bernoulli para las secciones 1 - 2 del recipiente.

Compongamos la ecuación de Bernoulli para las secciones 1 - 2 del recipiente.

212

222

1

211

22 fhhg

V

w

ph

g

V

w

p

La velocidad en la sección 1 es pequeña (pero se tiene en consideración).Para tomarla para todos los casos que se puedan presentar.

gV

KhgVp

hgVp

222

22

2

222

1

211

Tendremos la ecuación de Bernoulli.

Haciendo un análisis según las consideraciones para aplicar la ecuación:

Las pérdidas de carga son iguales a las pérdidas locales debido a la deformación; contracción del chorro al pasar por el orificio. -

a.atmosféric la a igualPresión 01 p

a.atmosféric la a igual Pr02 esiónp

02 h

. totalCarga2

21

10 g

Vhh

-

.

Bernoulli de 22

22

22

0 EcuacióngV

KgV

h

g

VS

2comùn factor acamos

22

Kg

Vh CO

2

2

021

ghK

vC

v2 – v1 --- Velocidad en 2 es igual a la velocidad en la contracción.

CvK

1

0

r

gh2

VCv

Para orificios pequeños y altos números de Reynolds Cv = 0.97.

021

ghK

vC

Cv - Coeficiente de velocidad.

K - Coeficiente de de perdedas locales..

coriolis. de eCoeficient

CC vAQ

COC CAA

El Caudal que pasa por el orificio se calcula por la fórmula:

0A

ACc c

Cc – Coeficiente de contraccion

Ac – Área en la contrcción.. Ao – Área del orificio.

OVCO ghCCAQ 2..

62,0 VCg CCC

OgO ghCAQ 2..

Cg = 0.62 (tabla )

Tabla: Caudal en l/s a través de orificios rectangulares de diferentes áreas (A)1.

Tabla: Caudales en l/s a través de orificios circulares de diferentes diámetros'.

Flujo con nivel variable.

En los casos anteriores se vio la carga constante. Si el nivel del agua varia, la altura h disminuye.

Con la reducción de la carga , disminuye la descarga por el orificio.

El problema en la practica consiste en determinar el tiempo necesario para evacuar el recipiente.

Siendo:

Ao --- Área del orificio.

A --- Área del recipiente(Superficie).T -- Tiempo necesario para su evacuación (s).

En un pequeño intervalo de tiempo dt, el caudal será:

ghAC og 2.

Volumen del líquido evacuado:

dtghAC odg .2.

En el intervalo de tiempo dt, el nivel en recipiente baja dh, Lo que corresponde a un volumen de líquido de:

dhA. Igualando tenemos:

dtghACdhA g .2.. ghAC

dhAdt

og 2..

.

Integrando entre dos niveles h1 y h2

dhhgAC

At

h

hog

1

2

21

2..)(

2..

2 21

22

1

1 hhgAC

At

og

Para evacuación completa:

h2 = 0h1 = h

hgAC

At

og

.2.

.2

Expresión aproximada.

Cuando pase un tiempo el flujo por el orificio deja de ser pequeño:

Donde: Cd = 0, 61

43,4.2 g

Se encuentra:

hA

At

o

.74,0

)(2..

2 21

22

1

1 hhgAC

At

og

Determine el tiempo de descarga de un orifiio de diámetro de 10 cm, practicado en un recipiente de diámetro de un metro, si la alturadel agua en el es de 1 m

Ejemplo:

Orifício de grandes dimensões.

Salida del liquido por compuerta com fondo horizontal..

Como se ve detrans de la compuerta a la distancia a se forma la sección contraida co una profundidad hc


Como se ve detrans de la compuerta a la distancia a se forma la sección contraida co una profundidad hc

ahc .

1H

af

Zhukovski demostro


1H

afZhukovski

demostro


wcc hhg

vH

g

v

22

2

1

20

Aplicamos Bernoulli

Las perdidas de carga son iguales a las perdidas locales

g

vCrh c

w 2

2


v

Aplicamos Bernoulli

Transformamos la ecuación

g

vCrh c

w 2

2

orificios

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