INFORME DE LABORATORIO DE LA PRÁCTICA DE ORIFICIO.

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Donde la velocidad ideal se calcula a partir de la ecuación de la parábola, la cual es la siguiente:

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Donde X y Y son la distancia relativa del chorro con respecto a la salida del orificio. Debido a que se tienen varios valores de X y Y para cada caudal, se debe sacar un promedio de los mismos, véase tabla 3.

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Tabla 3. Velocidad real para cada caudal

La velocidad real se calcula a partir de la ecuación de continuidad, conociendo el caudal real, que está dado por la siguiente ecuación:

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El caudal se obtiene en litros por segundo y H corresponde a la diferencia entre la medida del piezómetro 9 y piezómetro 10, en la tabla 4 se observa el caudal real y en la tabla 5 se observa la velocidad real calculada para cada caudal.

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Tabla 4. Caudal real

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Tabla 5. Velocidad real para cada caudal

En la tabla 6, se observa el coeficiente de velocidad calculado para cada caudal.

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Tabla 6. Coeficiente de velocidad

Se calcula el coeficiente de descarga, como el producto entre el coeficiente de velocidad y el coeficiente de contracción, o lo que es lo mismo, la relación entre el caudal real y el caudal ideal:

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En la tabla 7 y tabla 8 se muestra los resultados del caudal ideal y el coeficiente de descarga.

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Tabla 7. Caudal ideal

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Tabla 8. Coeficiente de descarga

Se realiza una gráfica de la trayectoria parabólica formada por el chorro de cada caudal, según las coordenadas que marcaban en el acrílico, véase la figura 3.

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Figura 3. Trayectoria parabólica del chorro de cada caudal.

Se clasifica el orificio de acuerdo al ancho de la pared, forma, dimensiones relativas y el funcionamiento.

1. Según el ancho de la pared:

Pared delgada ya que el único contacto entre el líquido y la pared es una arista afilada e

2. Según la forma:

Orificio circular, como se muestra en la figura 4:

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3. Según las dimensiones relativas:

si d> 1/3H H =102 cm según la coordenada entonces, 37.93 > 1/3 (102) = 37.93 > 34 así que es un orifico grande.

4. Según su funcionamiento:

Orificio en caída libre, ya que el chorro fluye libremente en la atmósfera siguiendo una trayectoria parabólica.

Análisis de resultados

En la práctica no se tomaron los datos del diámetro del chorro para los caudales uno y dos, así que el área de contracción de área y el coeficiente de contracción para esos caudales dan cero.

Se hace la clasificación para el orificio se determina que el orificio es de forma circular y de pared delgada , además es un orificio grande y es en caída libre ya que seguía una trayectoria parabólica que se observó en el acrílico .

Conclusiones

Al realizar esta práctica se puede concluir que un conducto hidráulico es importante conocer el gasto que está circulando en un determinado instante o a lo largo de un determinado tiempo.

Los orificios son buenos medidores de caudales, Cuando el flujo de agua sale por el orificio y va abandonando a éste, el chorro va contrayéndose gradualmente, por lo que es importante el considerar el coeficiente de contracción para calcular el caudal.

Al comparar los caudales reales observados con los caudales generados en los orificios, de todos los diámetros, se puede observar que el caudal generado real es igual al coeficiente de descarga experimental por el caudal teórico que es la que presenta menor error de medición respecto del caudal real observado.

Referencias

- Guía de laboratorio - Orificios - Universidad Militar Nueva Granada.

- www.escuelas.fi.uba.ar/iis/Orificios%20y%20vertederos.