UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL INTEGRANTES:  SALAZAR.

Presentación del tema: "UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL INTEGRANTES:  SALAZAR."— Transcripción de la presentación:

1 UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL INTEGRANTES:  SALAZAR CUSTODIO KELVIN  SILVA VÁSQUEZ EDINSON  VÁSQUEZ FERNANDEZ MANUEL DOCENTE:  ING. ARBULÚ RAMOS JOSÉ COMPUERTAS Y BOQUILLAS

2 I. COMPUERTA Placa móvil, plana o curva, que, al levantarse, forma un orificio entre su borde inferior y la estructura hidráulica (presa, canal, etc.) Sobre la cual se instala, y se utiliza para la regulación de caudales, en la mayoría de los casos, y como emergencia y cierre para mantenimiento de otras estructuras, en los otros. A) DEFINICIÓN:

3  Control de flujos de aguas  Control de inundaciones  Proyectos de irrigación  Crear reservas de agua  Sistemas de drenaje  Proyectos de aprovechamiento de suelo  Plantas de tratamiento de agua  Incrementar capacidad de reserva de las presas B) APLICACIONES:

4  Consiste en una placa plana que se desliza a través de rieles mediante un motor. APLICACIONES: Control de flujo, proyectos de irrigación, sistemas de drenaje y proyectos de conservación de suelos. MATERIALES Acero, Acero galvanizado (para instalaciones en las que se necesite una compuerta económica), Acero inoxidable (recomendada en condiciones de corrosión), Plástico reforzado con fibra de vidrio y sostenedores de aluminio (para condiciones extremas de corrosión). C) COMPUERTA PLANA:

5  Es una de las compuertas más usadas en grandes presas donde usualmente se usan series de compuertas radiales entre columnas de concreto. Consiste en una placa formada por un segmento cilíndrico y son giratorias alrededor de articulaciones que transmiten la presión (a través de soportes o miembro de acero) del agua directamente hacia la subestructura maciza. Al girar la compuerta hacia abajo, entra en una cavidad de concreto. D) COMPUERTA RADIAL:

6 PARTES DE UNA COMPUERTA RADIAL

7 E.1) EN COMPUERTAS PLANAS Dependiendo del flujo aguas abajo que tengan estas compuertas encontramos:  Compuerta con descarga libre.  Compuerta con descarga sumergida a ahogada. E) COEFICIENTES DE DESCARGA O DE GASTO EN COMPUERTAS:

8

9 Para deducir una expresión que permita determinar el caudal del flujo a través de una compuerta plana, considérese el caso más general de una compuerta plana, inclinada un ángulo θ respecto a la horizontal, y ancho B igual al ancho del canal. Flujo a través de una compuerta inclinada

10 Donde podemos observar los coeficientes Cd (coeficiente de gasto), Cv (coeficiente de velocidad) y Cc (coeficiente de contracción), los cuales son coeficientes experimentales adimensionales que dependen de la geometría del flujo y del número de Reynolds. Estos coeficientes vienen a ser expresados y relacionados porlas siguientes ecuaciones:  Coeficiente de gasto  Coeficiente de velocidad  Coeficiente de contracción

11 Coeficiente de gasto:  Gentilini realizó diversas investigaciones y obtuvo distintas relaciones para diversos casos de compuertas planas inclinadas con descarga libre.

12  H. Rouse afirma que los valores de Cd, para compuertas planas verticales (  = 90  ), son esencialmente constantes y con ligeras variaciones alrededor de 0.61 la imagen anterior confirma dicha observación. H. R. Henry (1950) estudió ampliamente el coeficiente de descarga en compuertas planas verticales, con descargas libres y sumergidas, cuyos resultados fueron corroborados por A. Cofré y Buchheister, y mostrados en las curvas Cd vs. Y1 /a, en función de Y3 /a, de la “imagen 8”, donde Y3 es la profundidad de aguas abajo de la compuerta, operando con descarga

13 Coeficiente de velocidad:

14 Coeficiente de contracción:

15 E.2) EN COMPUERTAS RADIALES La ecuación para determinar el gasto a través de compuertas radiales será la misma ecuación deducida para compuertas planas, con adecuados valores de Cd. Para las compuertas radiales con descarga libre, Gentilini presentó la variación del coeficiente de gasto, en función del ángulo  y de a relación Y 1 /a.

16 Por su parte, A. Toch experimentó con compuertas radiales, operándolas tanto con descarga libre como con descarga sumergida, y obtuvo los resultados mostrados. Conociendo Cd de estas figuras, el gasto correspondiente a la compuerta radial se determinará, se reitera, empleando la siguiente ecuación ya deducida:

17 II.BOQUILLAS Si e = 1.5 a 3.9 d, se llaman boquillas. Si e = 3.0 a 500 d, se llaman tubos muy cortos. Si e = 500 a 400 d, se llaman tuberías cortas. Si e > 4000 d, se llaman tuberías. Se llama boquillas a todos los tubos adicionales de pequeña longitud constituidos por piezas tubulares adaptadas a los orificios. Se emplean para dirigir el chorro líquido. Su longitud debe estar comprendida entre vez y media (1,5) y tres (3,0) veces su diámetro. A) DEFINICIÓN:

18 Las boquillas pueden ser entrantes o salientes y se clasifican en cilíndricas, convergentes y divergentes. A las boquillas convergentes suele llamárseles toberas. Debido a que las trayectorias de las líneas de flujo pasan rápidamente de una dirección normal a la pared de la boquilla a una dirección prácticamente tangencial a ella, se produce un radio de curvatura fuerte, lo que ocasiona una contracción del chorro a la entrada de la boquilla; luego debido a la pérdida de carga, se produce una expansión paula tina del chorro y se recupera su presión. Las experiencias nos indica que para que el orificio se llene completamente hace falta que la longitud de la boquilla sea por lo menos 3 veces el diámetro de ésta.

19 Boquillas cilíndricas: También denominadas boquillas patrón y de comportamiento similar al de un orificio de pared gruesa. En estas boquillas se busca el equilibrio entre longitud (la menor posible para minimizar perdidas por fricción) y la adhesión de la vena. A las paredes (la longitud mayor posible para permitir que el chorro tenga la misma sección que la boquilla) para obtener los caudales máximos. B)CLASIFICACION DE BOQUILLAS:

20  Boquillas cilíndricas internas: En las boquillas interiores (o de Borda) la contracción de la vena ocurre en el interior, no necesariamente el chorro se adhiere a las paredes. Es interesante observar que a la boquilla interior de Borda corresponde al menor caudal: coeficiente de descarga 0,51 (teóricamente se encuentra Cc =0,5 para vena libre).

21  Boquillas cilíndricas externas: Si la longitud de la boquilla es suficiente (cuando menos una y media veces el diámetro. del orificio), la contracción de la vena es seguida de una expansión y la boquilla descarga a sección plena. Donde: A= Vértice inicial superior de la boquilla. B= Vértice inicial inferior de la boquilla. E=vértice superior de desembocadura del agua. F= Vértice inferior de desembocadura de agua. h= Carga la cual está sometida el accesorio. Vc= de la sección contraída. V= velocidad de descarga.

22 .Boquillas cónicas: Con estas boquillas se aumenta el caudal.  Boquillas cónicas divergentes: constituida por una convergencia corta (para guiar la contracción de la vena a la entrada) seguida de una divergencia de ángulo bastante pequeño, para que los pequeños tubos de corriente no se separen y de manera tal que no se presente una zona muerta en la que ocurren las turbulencias. Donde: h = carga a la cual está sometida la boquilla. V0= velocidad inicial de salida. V = velocidad de descarga. W0, W, W´ = vértices de boquillas.

23  Boquillas cónicas convergentes: Experimentalmente se verifica que en las boquillas convergentes la descarga es máxima para Θ = 13 30´, lo que da como resultado un coeficiente de descarga de 0.94 (notablemente mayor al de las boquillas cilíndricas Donde: W0, W, WL, Wt= intervalos de tiempo relacionados con el movimiento del luido. V0= velocidad inicial. V= velocidad de descarga. u´ = vértice inicial de boquilla convergente. u ´´= vértice de descarga de boquilla convergente.

24

25 Como en este caso, la sección A del orificio y muy pequeña en relación a la A 1, la velocidad V s es despreciable frente a V t.

26

27

28 IV.PÈRDIDA DE CARGA De la carga total H, que actúa sobre una boquilla cilíndrica, cerca de 2/3 se convierte en velocidad, correspondiendo el tercio restante a energía desprendida en la entrada de la boquilla.  Considerándose, por ejemplo, el caso ilustrado en la figura de un tanque con una altura de agua de 10m en relación al eje de una boquilla, cuya longitud de 0.30m es igual a tres veces el diámetro (0.10m). H=10

29

30

31 VÁLVULAS HOWELL-BUNGER Habitualmente se emplean como elemento regulador en las presas. Son válvulas de chorro hueco. Previenen erosiones.

32 Existen también boquillas pulverizadoras, helicoidales, para sistemas contra incendios