LABORATORIO DE HIDRAULICAMEDIDOR DE GARGANTA CORTADA I.- Introducción En la actualidad se encuentran disponibles una gran cantidad de dispositivos que permiten medir los gastos que circulan en las diferentes partes de los sistemas de riego superficial, lo cual es importante para un adecuado manejo y control del agua. Cada uno de estos dispositivos presenta sus ventajas y desventajas para distintas condiciones. El medidor que será objeto de estudio se denomina de garganta cortada y tiene una gran aplicación en la medición de pequeños gastos en la entrada de surcos o bandas de riego. Entre las ventajas que presenta se destacan su fácil construcción y diseño, así como el bajo costo de fabricación, lo que unido a la buena precisión de las mediciones lo hacen de gran utilidad en la evaluación de sistemas de riego. El dispositivo fue desarrollado por Skogerboe en 1967 y mejorado posteriormente por Bennett en 1972. Una de las grandes ventajas del medidor es que tiene la misma forma geométrica para diferentes tamaños y las relaciones de los gastos pueden ser interpoladas sin que esto introduzca errores apreciables. II.- Objetivos II.a.-Objetivos Secundarios Comprobar la validez de las expresiones teóricas para el cálculo de caudales en un medidor de garganta cortada. II.b.- Objetivos Específicos Aplicación Práctica La aplicación práctica de este dispositivo es la de poder medir caudales que circulan por una conducción. ya sea natural (ríos.). etc.LABORATORIO DE HIDRAULICA Realizar la calibración de un medidor de garganta cortada. V. Eso sí. al tener un estrechamiento (garganta) se debe procurar que este medidor sea utilizado en lugares donde el agua no arrastre sedimentos. quebradas. escombros o vegetación.Croquis .. acequias.) o artificial (canales. pero posee una ventaja fundamental sobre él: no necesita mucha precisión en su construcción pues una variación en sus dimensiones no causará gran impacto en las mediciones de caudal.. Este medidor tiene un gran parecido con el canal Parshall. etc. pues éstos podrían estancarse en la garganta y ocasionar variaciones graves en los resultados finales. IV. Se repitió el procedimiento para 5 caudales diferentes. Ancho de la garganta del medidor. 6. Lecturar los piezómetros aguas arriba (Ha) y aguas abajo (Hb) de la cresta. 5. Una vez realizados los anteriores pasos se fija otro caudal mediante la válvula de regulación. 2. 4.LABORATORIO DE HIDRAULICA VI . Ancho de la garganta (W) : 45 cm..Instrumentos de medición Flexómetro Termómetro Cronómetro Tanque de Aforo VII.Cálculos DATOS INICIALES Área tanque de aforo: 0. 7. 3. VIII. Aforar el caudal con ayuda del tanque y el cronómetro. Longitud del medidor.5 cm.. Fijar una altura en el tanque de aforo. se espera a que se estabilice y se toman los mismos datos. Medir los siguientes datos: Área del tanque de aforo.Procedimiento Experimental Para la realización de la práctica se siguen los siguientes pasos: 1. Establecer una carga deseada en el dispositivo..6 m2 Altura de aforo: 3. . 80 3.60 4.02 18.09E-03 2da MEDICIÓN 4.90 3.18E-03 0.90E-03 14.50E-03 23.89 3.86 4.55E-03 11. Caudal Real medido en el tanque de aforo: Se calculará relacionando el volumen del tanque con el tiempo en que el agua tarda en alcanzar dicho V volumen: Q t Volumen tiempo(acu Caudal Caudal del tanque m) Prom.80 3. (m3) (s) (m3/s) (m3/s) 1ra MEDICIÓN 6.60 6.64E-03 17.61E-03 31.35E-03 4ta MEDICIÓN 5.LABORATORIO DE HIDRAULICA Longitud del medidor: 63 cm.04E-03 3ra MEDICIÓN 3.93E-03 13.40 6.55E-03 3.20 5.02 4.02 3.10 3.80 3.17E-03 17.35E-03 24.98 4.21E-03 9.39 6.02 11.17E-03 17.39 3.55E-03 0.99E-03 0.30E-03 0.30 3.96E-03 5ta MEDICIÓN .83E-03 5.92 5.90 6.61 3.17E-03 7.33E-03 12. 70 2.Conclusiones y Recomendaciones Los resultados de los gastos calculados para una descarga libre salieron totalmente disparatados. quizás.80E-03 7.80E-03 7. se presentan considerables diferencias.95E-03 IX. mientras que los calculados mediante fórmulas para descarga ahogada estuvieron más cercanos a la realidad.Comparación Los resultados de la teoría varían enormemente con los gastos medidos experimentalmente. a errores a la hora de realizar las lecturas de las alturas aguas arriba (Ha) y aguas abajo (Hb) del medidor. Estas diferencias se pudieron deber.1 2.LABORATORIO DE HIDRAULICA 7. X.. en especial en la tercera medición. Lo que nos indica que se obtuvieron descargas ahogadas en las cinco mediciones realizadas. ya que no se contaba con un instrumento preciso de medición para dichas alturas. aún así. aunque los gastos calculados para dichas descargas no estuvieron tan precisos: es cierto que estuvieron más próximos a los gastos medidos con el método volumétrico que los calculados para descargas libres.. a excepción de un flexómetro colocado a un costado del canal en el cual no era posible obtener lecturas precisas y se pudieron haber cometido errores de apreciación.02 2.50 2. .70 2.72E-03 7. pero.72E-03 0. la garganta y la placa de fondo. III. . la sección de salida.LABORATORIO DE HIDRAULICA La teoría indica que no se deben tener mayores variaciones en la medición de caudales debidas a errores de fabricación o mediciones en el canal. pero no se puede encontrar otra explicación. Flujo Libre: donde : Q = caudal en m3/s. La unión de estas dos secciones forma una contracción en la canaleta denominada garganta. El ancho de esta garganta. C = coeficiente de flujo libre. El tamaño de este aforador se especifica por la amplitud de la garganta y por la longitud total (L) del mismo. La placa del fondo es totalmente horizontal.Fundamento Teórico Esta estructura aforada esta conformada por la sección de entrada. La sección de entrada esta constituida por dos muros verticales convergentes en relación 3:1 y la sección de salida la conforman dos muros verticales divergentes en relación 6:1.. usualmente se designa con la letra W. ha = profundidad del flujo aguas arriba en metros (m). Flujo sumergido: donde: Q = descarga en m3/s. hb = profundidad del flujo aguas abajo en metros (m). El valor n depende únicamente de la longitud L de la canaleta y es constante para todos los aforadores de una misma longitud sin tener en cuenta W. Cs = coeficiente de flujo sumergido (ha/hb) El valor de Ns depende de la longitud de la canaleta. El parámetro K se denomina coeficiente de longitud del aforador para flujo libre.LABORATORIO DE HIDRAULICA ha= profundidad de la corriente aguas arriba. Ns = exponente de flujo sumergido. S = sumergencia. N = exponente de flujo libre. . LABORATORIO DE HIDRAULICA .