Calculadora de flujo en vertedero
Calcule los caudales en canal abierto usando mediciones de vertedero. Esta calculadora admite vertederos rectangulares, triangulares (en V) y Cipolletti para una estimación precisa de la descarga en ingeniería hidráulica.
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Resultado de flujo en vertederoCómo funciona
La calculadora de flujo en vertedero usa fórmulas hidráulicas establecidas para determinar el caudal volumétrico (descarga) sobre un vertedero según la geometría del vertedero y la carga de agua medida sobre la cresta del vertedero.
Vertedero rectangular (fórmula de Francis)
La descarga sobre un vertedero rectangular se calcula con la fórmula de Francis:
Q = 1.84 × (L - 0.1nH) × H^(3/2) (unidades SI, m³/s)
Donde:
- • Q = Descarga (m³/s)
- • L = Longitud de cresta del vertedero (m)
- • n = Número de contracciones laterales (0, 1 o 2)
- • H = Carga sobre el vertedero (m)
Vertedero triangular (en V) (fórmula de Thomson)
La descarga sobre un vertedero triangular (en V) se calcula con:
Q = (8/15) × Cd × tan(θ/2) × √(2g) × H^(5/2)
Donde:
- • Q = Descarga (m³/s)
- • Cd = Coeficiente de descarga (≈ 0.58)
- • θ = Ángulo de la escotadura
- • g = Aceleración de la gravedad (9.81 m/s²)
- • H = Carga sobre el vertedero (m)
Vertedero Cipolletti
El vertedero Cipolletti (trapezoidal) usa una fórmula simplificada que considera las contracciones laterales mediante sus lados inclinados:
Q = 1.859 × L × H^(3/2) (unidades SI, m³/s)
Donde:
- • Q = Descarga (m³/s)
- • L = Longitud de cresta del vertedero (m)
- • H = Carga sobre el vertedero (m)
Preguntas frecuentes
Aquí encontrará las respuestas a las preguntas frecuentes sobre los cálculos de flujo en vertedero.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un vertedero y cómo se usa para medir el flujo?
Un vertedero es una barrera colocada a través de un canal abierto que obliga al agua a fluir sobre ella. Al medir la altura (carga) del agua sobre la cresta del vertedero, el caudal se puede calcular usando fórmulas hidráulicas establecidas. Los vertederos se usan ampliamente en riego, tratamiento de aguas residuales y monitoreo ambiental debido a su simplicidad y confiabilidad.
¿Cuándo debo usar un vertedero triangular (en V) en lugar de un vertedero rectangular?
Los vertederos triangulares (en V) son ideales para medir caudales bajos porque el ángulo estrecho concentra el flujo, ofreciendo mayor sensibilidad y precisión con cargas pequeñas. Los vertederos rectangulares son más adecuados para caudales mayores y canales más anchos. Como regla general, use un vertedero triangular (en V) para flujos por debajo de 30 L/s y un vertedero rectangular para flujos mayores.
¿Qué son las contracciones laterales y cómo afectan el flujo?
Las contracciones laterales ocurren cuando la cresta del vertedero es más estrecha que el canal, lo que hace que el flujo se contraiga horizontalmente al pasar sobre el vertedero. Cada contracción reduce la longitud efectiva de la cresta, disminuyendo la descarga calculada. La fórmula de Francis considera esto restando 0.1nH a la longitud de cresta, donde n es el número de contracciones (0, 1 o 2).
¿Qué precisión tiene la medición de flujo en vertedero?
En condiciones ideales, la precisión de la medición de flujo en vertedero suele estar dentro del 2-5%. La precisión depende de una instalación adecuada, una profundidad de poza aguas arriba suficiente, una cresta limpia y aguda, una medición de carga precisa tomada aguas arriba de la zona de abatimiento y de asegurar que la napa (lámina de rebose) esté completamente ventilada. Las condiciones de campo pueden reducir la precisión al 5-10%.
¿Cuál es la carga mínima requerida para una medición precisa en vertedero?
Para obtener resultados confiables, la carga mínima sobre el vertedero debe ser de al menos 50 mm (2 pulgadas) para vertederos rectangulares y Cipolletti, y de al menos 60 mm (2.5 pulgadas) para vertederos triangulares (en V). Por debajo de estos umbrales, los efectos de tensión superficial se vuelven significativos y las ecuaciones de descarga estándar pierden precisión. La carga tampoco debe superar un tercio de la altura del vertedero para obtener mejores resultados.
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