informe compuertas

8/12/2019 INFORME COMPUERTAS

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BONILLA ARBILDO BRYAN PAUL.

CHAVEZ CALDERN EDER.

LPEZ SANTILLAN ISAI ISAAC.

PACHECO GRADOS WYLLY CHRYSTYAM EDUARDO.

PARIMANGO AGREDA EDER FELIPE.


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Ing. Hansel Paz Muro


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INFORME N 001 2014 - I UCV/FIC/EIC

De : Los Alumnos.

Para : Ing. Hansel Paz Muro.

Asunto : CompuertasFecha : Trujillo 30 de Junio del 2014.

Con todo respeto nos presentamos ante Ud. con el objetivo de dar a

conocer el presente informe:

Introduccin a la mecnica de fluidos, ha sido elaborado con el

propsito de conocer los fundamentos bsicos del curso que llevaremos.

Esperando que el informe presentado sirva de motivacin para los

futuros trabajos de investigacin y aprendizaje, el mismo que se ver

enriquecido con vuestras observaciones y aportes.

Atentamente.

LOS ALUMNOS


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DEDICATORIA:

Al Ing. Hansel Paz Muro, quien sembr

en nosotros la inquietud y el amor al

conocimiento, y sobre todo el constante

afn de superacin al estudiante

Vallejiano.


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NDICE:

INTRODUCCIN

Objetivos------------------------------------------------------------------------------- 7

Justificacin--------------------------------------------------------------------------- 8

Marco Terico------------------------------------------------------------------------ 9

Conclusiones--------------------------------------------------------------------------24

Bibliografa y Linkografa ----------------------------------------------------------25

Anexos---------------------------------------------------------------------------------26


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I. INTRODUCCIN

En el siguiente Trabajo de Mecnica de Fluidos hablaremos sobre las

compuertas hidrulicas.

Ellas son dispositivos hidrulicosmecnico destinadas a regular el pasaje de

agua u otro fluido en una tubera, en un canal, presas, esclusas, obras de

derivacin u otra estructura hidrulica. Las compuertas fueron creadas por

europeos pero en nuestro continente los primeros en utilizarlas fueron los

indgenas en Mesoamrica; eran hechas ya sea con meras obstrucciones de

tierra en los canales, sea como compuertas de cabecera y de desage a

manera de puertitas en los canales.

Las aplicaciones que tienen las compuertas son las del control de flujos de

aguas, control de inundaciones, proyectos de irrigacin, crear reservas de

agua, sistemas de drenaje, proyectos de aprovechamiento de suelos, plantas

de tratamiento de agua, incrementar la capacidad de reserva de las presas

entre otras. Entre los diferentes tipos compuertas estn Compuerta tipo anillo,

basculante, cilindro, esclusa, lagarto, rodante, sector, segmento, Stoney,

tambor, tejado, vagn, vicera.


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II. OBJETIVOS

Objetivo General:

Determinar la gran importancia y el uso que tienen los diferentes tipos de

compuertas hidrulicas en la rama de la ingeniera.

Objetivos especficos:

Explicar las mltiples aplicaciones que tienen las compuertas

hidrulicas.

Explicar los diferentes tipos de compuertas hidrulicas que existen.

Mostrar esquemticamente los tipos de compuertas hidrulicas.

Demostrar las ecuaciones de caudal y de coeficientes de gastos.


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I. JUSTIFICACION

Las compuertas hidrulicas tienen un papel muy importante ya que nacen

de una necesidad o un problema, bien sea social, poltico, econmico en

donde su objetivo no es ms que satisfacer necesidades ya que nos brinda

un mejor desarrollo.

En el quehacer de ingenieros sanitarios e ingenieros civiles, incluye diseo

de estructuras hidrulicas que almacenen, contengan y transporten fluidos,

especialmente agua, por ello es necesario conocer todos aquellos

elementos aplicados para relacionar las propiedades de los fluidos quietos

y en movimiento con herramientas analticas que nos permitan dimensionar

adecuadamente dichas estructuras, cuantificar los flujos a travs de ellos y

enfrentar los fenmenos hidrulicos que el transporte de estos genere.


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III. BASE TEORICA

Una compuerta consiste en una placa mvil,plana o curva, que al levantarse permite

medir el caudal que atraviesa un canal,presa, esclusa, obra de derivacin y obrashidrulicas de gran envergadura, a la vezque regula la descarga producida.

Las compuertas son equipos

mecnicos utilizados para el controldel flujo del agua y mantenimiento enlos diferentes proyectos de ingeniera,tales como presas, canales yproyectos de irrigacin. Existendiferentes tipos y pueden tenerdiferentes clasificaciones, segn suforma, funcin y su movimiento.

Las diferentes formas de las compuertas dependen

de su aplicacin, el tipo de compuerta a utilizar

depender principalmente del tamao y forma del

orificio, de la cabeza esttica, del espacio

disponible, del mecanismo de apertura y de las

condiciones particulares de operacin.


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Control deflujos de

aguas

Control de

inundaciones

Proyectos de

irrigacin

Crear

reservas de

agua

Sistemas

de drenaje

Proyectos deaprovechamiento

de suelos

Plantas de

tratamiento de

agua

Incrementar

capacidad de

reserva de las

presas


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Las compuertas se clasifican segn su

uso para obras hidrulicas de gran envergadura, (canales, presas, esclusas,

etctera) y para tuberas.

Los principales tipos de compuertas de gran envergadura son:

COMPUERTA TIPO TEJADO

Es operada utilizando el desnivel de agua creado por stas y no requiere deequipo mecnico para su operacin.

Figura 1.Compuerta

tipo tejado

COMPUERTA BASCULANTE

Puede ser utilizada tanto en la cima del vertedero de una presa o instalada enel fondo de un ro o canal.

Figura 2. Compuerta basculante


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COMPUERTA TIPO CILINDRO

Las compuertas cilndricas se utilizan para descargas en presin, permitiendola colocacin de la seccin de toma a cualquier profundidad, en un embalse.En el mismo pozo se pueden disponer tomas de agua a diversas alturas. Se

acopla fcilmente a una tubera de salida.

Figura 3. Compuerta cilndrica

COMPUERTA TIPO ESCLUSA

Tienen bisagras verticales que se accionan por medios mecnicos o porpistones hidrulicos que permiten el paso de embarcaciones que deben

atravesar una diferencia de niveles pronunciados.

Figura 4. Compuerta tipo esclusa (vista

de planta)


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COMPUERTA TIPO SECTOR

Es una compuerta utilizada en vertederos y presas, es manipulada utilizando eldesnivel de agua creado por stas, no requiere de equipo mecnico para suoperacin.

La necesidad de contar con una cmara donde se abate la compuerta haceque el vertedero no pueda tener la forma adecuada, lo que incrementa elvolumen de hormign del mismo.

Figura 5. Compuerta tipo

sector


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COMPUERTA TIPO STONEY

Son utilizadas para tomas de presin para descargas de fondo o para la tomade una central hidroelctrica.

Figura 6. Compuerta tipoStoney

COMPUERTA TIPO VISERA

Es utilizada en canales navegables. Es accionada por un pistn hidrulico oneumtico.

Figura 7. Compuerta tipo visera


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COMPUERTA PLANA

Son el tipo de compuertas que tienen propiedades hidrulicas cuando estnbien calibradas, y pueden emplearse como medidores de flujo.

Figura 8.Compuertaplana

Las compuertas planas segn su flujo aguas abajo se clasifican en descarga

libre y descarga sumergida.

Figura 9. Compuerta con descarga libre y sumergida


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PRINCIPIOS HIDRAULICOS

Compuertas de fondo

Es una estructura hidrulica que mide la cantidad de flujo que atraviesa unborde biselado en un rea determinada, dicho flujo toca un punto en lacompuerta.

Funcionamiento hidrulico

La red de flujo de la compuerta plana, permite explicar con claridad lacontraccin que experimenta el chorro descargado por la abertura de altura, hasta alcanzar un valor en una distancia, en que las lneas de corriente sevuelven horizontales y tienen por ello una distribucin hidrosttica de presiones.

Debido al fenmeno de contraccin y a la friccin con el piso, se produce una

prdida de carga que influye en el clculo del gasto. Asimismo, la carga conque llega el agua en el canal, aguas arriba de la compuerta, tiene mayorimportancia a medida que la relacin disminuye.

En el canto inferior de la compuerta las lneas de corriente tienden a unirsey esah donde la velocidad adquiere su mximo valor. Debido a la curvatura de laslneas de corriente una gran presin acta sobre la lnea de interseccin del plano de la compuerta, razn por la cual se tiene una velocidad pequea.

Figura 18. Red de flujo para una compuerta plana


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Para obtener la ecuacin que proporcione el caudal, se considerar el casoms general de una compuerta plana, con una inclinacin respecto de lahorizontal y un ancho (ver figura 19). La inclinacin es equivalente a latangente en el punto que toca el flujo en la compuerta radial (ver figura 20), ycon = incluye el caso de la compuerta vertical (ver figura 21).

Figura 19.Compuerta planainclinada

Figura 20. Compuerta radial


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Figura 21. Compuerta plana vertical

En la figura 21, los elementos son:


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Ecuaciones de clculo del caudal

El flujo a travs del orificio formado por el labio inferior de la compuerta

y el fondo del canal puede considerarse bidimensional. Ntese que la

descarga supercrtica bajo la compuerta reduce progresivamente su

profundidad a lo largo de una corta distancia I, aguas abajo, hasta una

seccin en donde la contraccin del chorro es completa, llamada Vena

contracta.

La profundidad del flujo en la vena contracta y2, se relaciona con la

abertura a, por medio del coeficiente de contraccin Cc, as:

(1)Adems, para compuertas planas verticales, se ha comprobado que:

(2)


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Reemplazando (1) en (2), se tiene:

(3)Suponiendo las hiptesis de fluido incompresible, flujo permanente y

uniforme, distribucin hidrosttica de presiones, lejos de la compuerta, y

tensiones cortantes nulas, en paredes y fondo del canal, la ecuacin de

Bernoulli expresa lo siguiente:

(4) (5)Por continuidad:

(6)De donde: (7)Sustituyendo (7) en (5) , se tiene:

[ ] [ ]


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Distribuyendo el binomio y simplificando se tiene:

Sacando raz cuadrada:

(8)Reemplazando y2 = a.Cc en la anterior, se tiene:

(9)Introduciendo el coeficiente de velocidad, Cv, resulta:

(10)

(11)Ahora, reemplazando las ecuaciones (11) en la (6), se tiene:

(12) (13)

(14)


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Introduciendo el coeficiente de descarga, Cd, como:

(15)

Resulta:

(16)De otro lado, a partir de la ecuacin (15), para Cv, se tiene:

(17)Elevando al cuadrado se tiene:

( )

()

( )

() ()

() () ()

(18)


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Ejercicio Aplicativo

Co

m

o

s

e

m

u

e

s

t

r

a

En la figura los tirantes a una distancia pequea, aguas arriba y aguas

abajo, de una compuerta deslizante que descarga agua a un canal

horizontal, son =2.40m.el canal es de seccin rectangular de 3.00mde anchoCalcular:

a) La abertura que debe tener para descargar un gasto de 7 ;b) Con esta misma abertura, calcular los coeficientes gasto y el tirante

de la seccin contrada.


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CONCLUSIONES

Se explic de manera detallada las mltiples aplicaciones que tienen las

compuertas hidrulicas.

Se explic los diferentes tipos de compuertas que existen.

Se mostr esquemticamente los tipos de compuertas hidrulicas.

Se demostraron las ecuaciones de caudal y coeficientes de gastos.

AUTOCRITICA

Al terminar la investigacin acerca de las compuertas hidrulicas, hemospodido determinar la importancia y las aplicaciones que tienen las diferentescompuertas aqu, ya explicadas y representadas en esquemas visuales,adems pudimos concluir que las compuertas son utilizadas mayormente enpresas de gran tamao, las cuales tienen las funcin general de aliviar,mantener o soportar un nivel de agua, dependiendo de la funcin que se quieraponer a cumplir tal compuerta, un ejemplo bastante conocido, son lascompuertas del canal de Panam, las cuales son de vital importancia en laeconoma mundial, ya que debido a estas el tiempo de transporte de cargas enbarcos, se hace ms corto.


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BIBLIOGRAFIA Y LINKOGRAFIA

SOTELO DAVILA, Gilberto. Hidrulica General, Vol1 (1era edicin)Paginas (203239) Orificios y compuertas.

ALONZO VASQUEZ, Andy Williams. Medicion del flujo en compuertas yorificios. Guatemala 2013.

http://es.wikipedia.org/wiki/Compuerta_hidr%C3%A1ulica

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/flujo_compuertas/flujo_compuertas.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Compuerta_hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Compuerta_hidr%C3%A1ulicahttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/flujo_compuertas/flujo_compuertas.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/flujo_compuertas/flujo_compuertas.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/flujo_compuertas/flujo_compuertas.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/flujo_compuertas/flujo_compuertas.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/flujo_compuertas/flujo_compuertas.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/flujo_compuertas/flujo_compuertas.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/flujo_compuertas/flujo_compuertas.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Compuerta_hidr%C3%A1ulica


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ANEXOS

MAQUETA COMPUERTA

informe compuertas

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