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Proyecto: ________________________
Código de exploración: ________________________
Orificios y compuertas
Calcula el caudal de descarga por orificios (circular o rectangular, descarga libre o sumergida) y por compuertas deslizantes: Q = Cd·A·√(2g·h), con el tirante contraído y la velocidad.
Orificio
Caudal de descarga Q
0.1200 m³/s
= 120.0 L/s
Área
0.0314
m²
Carga h
2.00
m
V teórica
6.26
m/s
- ℹ️ Área del orificio A = 0.0314 m² (Ø 0.2 m).
- ℹ️ Descarga libre: h es la carga sobre el centro del orificio = 2.00 m.
- ℹ️ Q = Cd·A·√(2g·h) = 0.61·0.0314·√(2·9,81·2.00) = 0.1200 m³/s (120.0 L/s).
- ℹ️ Cd ≈ 0,61 para orificio de pared delgada; sube a ~0,80 con tubo/boquilla. Para orificios grandes (h ≲ altura), el diseño exige integrar la carga.
Prediseño referencial. El Cd real depende de la geometría y el número de Reynolds.
Descarga por orificios y compuertas
Orificio: Q = Cd·A·√(2g·h) · Compuerta: Q = Cd·b·a·√(2g·y₁), yc = Cc·a
Aguas abajo de una compuerta suele formarse un resalto: verifícalo con el disipador (resalto hidráulico) y la energía específica.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el caudal por un orificio?
Con Q = Cd·A·√(2g·h), donde A es el área del orificio, h la carga sobre su centro y Cd el coeficiente de descarga (≈0,61 para pared delgada). En descarga sumergida, h es la diferencia de niveles entre aguas arriba y aguas abajo.
¿Qué diferencia hay entre descarga libre y sumergida?
En descarga libre el orificio vierte al aire y la carga es la altura de agua sobre su centro. En descarga sumergida el orificio queda bajo el nivel de aguas abajo y la carga efectiva es la diferencia de niveles (aguas arriba − aguas abajo).
¿Cómo se calcula el caudal bajo una compuerta?
Para una compuerta deslizante, Q = Cd·b·a·√(2g·y1), con b el ancho, a la abertura y y1 el tirante aguas arriba. Aguas abajo el flujo se contrae a yc = Cc·a (Cc ≈ 0,61) y sale en régimen supercrítico.
¿Qué valor de Cd uso?
Para orificios de pared delgada y compuertas planas, Cd ≈ 0,61. Con boquillas o tubos cortos sube a ~0,80. El valor exacto depende de la geometría y del número de Reynolds; para diseño se calibra en obra o con tablas.
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