22/1/2013

VERTEDEROS LATERALES (Power Point)






La complejidad de los procesos que se cumplen en el funcionamiento de un vertedero lateral se pone de manifiesto cuando se observa que existe gran variedad de fórmulas semiempíricas para su dimensionamiento. Dichas fórmulas difieren unas veces en las variables que consideran y otras en los fundamentos analíticos en que se basan; el resultado es que muchas de ellas son difíciles de aplicar sin ser enteramente satisfactorias. El método de cálculo que se propone es sencillo y se basa en un análisis de la bibliografía que se indica al final del presente trabajo.
El vertedor lateral es un aliviadero que permite evacuar aguas excedentes que por diferentes circunstancias pueden ingresar a un canal de conducción de agua. La escotadura que permite la evacuación de aguas se ubica en una de las paredes laterales del canal, tal como se puede apreciar a continuación:
Ecuaciones Teóricas del Vertedor Lateral
Las ecuaciones teóricas del vertedor lateral pueden deducirse a partir de las asunciones de remanso plano en frente de la escotadura y dividiendo dicha escotadura en pequeños vertedores de longitud de cresta diferencial “dx” con carga “h”; para lo cual se aplican las ecuaciones de escurrimiento válidas para una escotadura rectangular. Se presentan 2 casos de acuerdo al régimen de flujo en el canal – Flujo subcrítico y flujo supercrítico.
·      Régimen Tranquilo o Subcrítico

La descarga del vertedero diferencial rectangular de longitud dx y carga h, es:
·      Régimen Torrencial o Supercrítico

De las relaciones geométricas, se establece que la carga h sobre la cresta del vertedor para cualquier elemento diferencial, en régimen supercrítico, está dada por:
  Método Analítico de Domínguez

Un método muy especial es el inventado por el ingeniero chileno Domínguez, cuyos resultados obtenidos de esta metodología son muy concordantes con los observados en la práctica del escurrimiento a través de estos vertedores.
Solución:

El problema del vertedero lateral se resuelve mediante la aplicación sucesiva de las ecuaciones (i) y (ii), tal como se describe en el procedimiento que se indica líneas abajo. Pueden presentarse 2 casos:
a)      Determinar la descarga a través del vertedor.
b)      Determinación de la longitud de cresta del vertedor.

a)      Determinación del caudal Q:

i.      Dividimos el umbral en tramos iguales .

ii.    Aplicamos la ecuación (ii) y determinamos el gasto  en el primer tramo de aguas abajo; para lo cual hay que suponer constante la carga  a lo largo de todo el tramo.
b)     Determinación de la longitud del umbral:

DISEÑO DE VERTEDEROS LATERALES:
La longitud (L) del vertedero lateral para funcionamiento con agua en régimen subcrítico se relaciona con las diferentes variables que actúan en el proceso mediante una expresión de la siguiente forma:

Método: Di Marchi.
Aplicado generalmente canales rectangulares de baja pendiente y sección contante, y en casos más generales, por ejemplo en canales rectangulares o trapezoidales de sección variable, con flujo subcrítico o supercrítico.
2. Limitaciones.
La aplicación de un método sencillo de cálculo para la solución de un problema que incluye una gran cantidad de variables debe considerar una serie de restricciones que faciliten los cálculos sin que la precisión de los resultados se vea afectada de una manera notable.
Para el caso particular de un vertedero lateral en un canal rectangular de baja pendiente y sección constante las limitaciones que se consideran son las siguientes:











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