Orificio y Boquillas - Universidad del Cauca

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UNIVERSIDAD DEL CAUCADEPARTAMENTO DE HIDRÁULICAIII.4Orificios con descarga ahogada. Cuando el orificio descarga a otro tanque cuyo nivel estápor arriba del canto inferior del orificio, se dice que la descarga es ahogada. Elfuncionamiento es idéntico al orificio con descarga libre, pero se debe tener en cuenta quela carga ∆h se mide entre la lámina de flujo antes y después del orificio.Figura III.6Orificio con descarga ahogada.III.4CLASIFICACIÓN DE LAS BOQUILLASIII.4.1 CilíndricasTambién denominadas boquillas patrón y de comportamiento similar al de un orificio depared gruesa. Aquellas, a su vez, están divididas en interiores y exteriores. En las boquillasinteriores (o de Borda) la contracción de la vena ocurre en el interior, no necesariamente elchorro se adhiere a las paredes y presenta un coeficiente de descarga que oscila alrededorde 0.51 (Azevedo, N. y Acosta, A., 1976).Para el caso de boquillas cilíndricas externas con la vena adherida a las paredes se tiene uncoeficiente de descarga de 0.82 (Azevedo, N. y Acosta, A., 1976), ver Tabla III.1.III.4.2 CónicasCon estas boquillas se aumenta el caudal, ya que experimentalmente se verifica que en lasboquillas convergentes la descarga es máxima para = 13 30´, lo que da como resultado uncoeficiente de descarga de 0.94 (notablemente mayor al de las boquillas cilíndricas). Lasboquillas divergentes con la pequeña sección inicial convergente se denominan Vénturi,puesto que fueron estudiadas por este investigador, que demostró experimentalmente queun ángulo de divergencia de 5 grados y e = 9d permite los más altos coeficientes dedescarga.
UNIVERSIDAD DEL CAUCADEPARTAMENTO DE HIDRÁULICAIII.5Figura III.7Tipos de boquillas (a) cilíndricas, (b) cónica divergente, (c) cónicaconvergente, Azevedo, N. y Acosta, A., 1976.III.5FÓRMULAS PARA ORIFICIOSEl caudal que pasa a través de un orificio de cualquier tipo, está dado por la siguienteecuación general de patronamiento:mQ KH(III.1)QKHm: caudal.: constante característica del orificio.: carga hidráulica medida desde la superficie hasta el centro del orificio.: exponente.III.5.1 Cálculo de la velocidad teórica V t.Figura III.8Orificio de pared delgada biselada.Aplicando la ecuación de energía entre 1 y 2, en la Figura III.8 se tiene:22P1V1P2V2Z1Z2hp 1 2(III.2)2g2g
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