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HIDRAULICA DE ORIFICIOS

DEFINICIÓN

USOS – CLASIFICACIÓN DE ORIFICOS

VELOCIDAD DE DESCARGA

ALTURA DE CARGA – PRESIÓN HIDROSTÁTICA

COEFICIENTES

CAUDAL REAL CAUDAL IDEAL

TIEMPO DE VACIADO

PÉRDIDAD DE CARGA

HIDRAULICAUNIDAD N° 1


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DEFINICIÓNSon perforaciones, generalmente de forma regular y

perímetro cerrado, colocado por debajo de la superficie, entanques, canales o tuberías.

Considerando un recipiente lleno de agua al cual se le realizaun orificio en una de sus paredes por debajo del nivel delagua, el fluido saldrá con una determinada fuerza por dichoorificio.


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USOSLa utilidad del orificio es descargar el caudal cuya magnitud

se desea calcular, por lo cual se supone que el nivel del fluidoen el recipiente permanece constante por efecto de laentrada de un caudal idéntico al que sale, o bien porqueposee un volumen muy grande.

CLASIFICACIÓN DE ORIFICIOSLa clasificación puede realizarse de acuerdo a su función:

Descarga libre

Sumergidos total o parcialmente

De acuerdo a su forma

Circular, Cuadrado, Rectangular etc.


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ORIFICIOS SUMERGIDOS TOTALMENTESon aquellos en los que el nivel del líquido de la descarga seencuentre por encima del orificio, pueden ser dedimensiones fijas o ajustable.


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ORIFICIOS DE PARED DELGADAEn estos orificios el agua al salir tiene contacto con un solopunto y lo llena completamente. La vena líquida sufre unacontracción , que llega a ser extrema en la parte que sedenomina vena o sección contraída.


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ORIFICIOS DE TUBOLa salida del orificio 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 o 3veces el diámetro del orificio.


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VI = 2.g.H Velocidad Ideal


VELOCIDAD DE DESCARGAOrificios, Tubos, Toberas o Boquillas, Venturi, Etc.

H = V2/2.g Altura de Carga

ALTURA DE CARGAPresión Hidrostática

PRINCIPIOS HIDRAULICOS EN ORIFICIOS


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H

∅ X

Y

Q = VOL / t xoyo


Q I = A .VI Caudal Ideal

A = π.D2/4 Área de Flujo

AREA DE FLUJO (Área sección recta del orificio)

CAUDAL IDEAL

Q R = C.A.VI Caudal Real

CAUDAL REAL


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C = Q R/Q I Coeficiente de Descarga

CV = VR/VI Coeficiente de Velocidad

Cc = Ach/Ao Coeficiente de Contracción


COEFICIENTE DE DESCARGA

C = CV . Cc


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TRAYECTORIA DE UN ORIFICIOMidiendo las coordenadas (x , y) en un punto de la trayectoria

del chorro y la carga H sobre el orificio, se puede obtener elcoeficiente de velocidad.


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TRAYECTORIA DE UN ORIFICIO

En el origen (o), las componentes de las velocidades son:

( se mantiene constante en todas las direcciones)

En el punto 1 se tiene:

(en movimiento uniforme, distancia entre tiempo),

También: (caída libre de la partícula)

y en estas dos direcciones se tiene lo siguiente:

Combinando las ecuaciones se tiene:

o bien:


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t =C . Ao . 2.g

2.At .( H1 – H2 )


TIEMPO DE VACIADO

PÉRDIDA DE CARGA

Pc = Cv2

1 – 1( )

2gVch

2

.

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