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Coeficiente de descarga - perdida de carga, vertedero de aforo, formula teorica de un vertedero



COEFICIENTE DE DESCARGA
El coeficiente de descarga es la relación entre el caudal real que pasa a través del aparato y el caudal ideal. Este coeficiente se expresa así

Mas practicamente, cuando el coeficiente de descarga c se ha determinado experimentalmente:

Donde:
A= area de la sección recta del deposito
H=carga total que produce el flujo
El coeficiente de descarga puede escribirse también en función del coeficiente de velocidad y de3l coeficiente de contracción, es decir:

El Coeficiente de descarga no es constante. Para un dispositivo dado, varía con el número de Reynolds. En el Apéndice se dan los siguientes datos siguientes


1. La fórmula teórica de un vertedero contiene coeficientes de descarga para orificios circulares en el caso del agua a 15°C, evacuandola en la atmosfera. Se dispone de pocos datos fiables, para todos los fluidos y amplios margenes de variación del número de Reynolds
2. El diagrama C indica la variación de c´ con el número de Reynolds para tres relaciones diametro de orificio-diametro de tubería. Para números de Reynolds inferiores a 10000 e dispone de pocos datos fiables
3.
El diagrama D muestra l variación de c con el número de Reynolds para tres relaciones diametro de boquilla-diametro de tubería (boquillas de aforo).
4. El diagrama E indica la variación de c con el número de Reynolds paracinco dimensiones de venturímetros cuya relación de diametros es de 0,500.



PERDIDA DE CARGA
La pérdida de carga en orificios, tubos, toberas o boquillas y venturimetros se expresa así
Perdida de carga del fluido =
Cuando esta expresión se aplica a un venturimetro, = velocidad en la garganta y =c
VERTEDERO DE AFORO
Los vertederos de aforo miden el caudal de líquidos en canales abiertos, comúnmente agua. Un cierto número de fórmulas empíricas se emplean en la literatura técnica, todas ellas con sus limitaciones. Aquí se citan solamente algunas de ellas. La mayoría de los vertederos son rectangulares: el vertedero sin contracción lateral de la lamina y generalmente empleado para grandes caudales, y el vertedero de contracción de la lamina para caudales pequeños. Otros vertederos son triangulares, trapezoidales, parabólicos y de flujo proporcional. Para obtener resultados precisos un vertedero debe calibrarse en el lugar de utilización bajo las condiciones en que va a ser empleado.



Nos vamos adentrar en datos muy específicos para realizar esta investigación sobre la cantidad de radiación solar que podemos aprovechar para disminuir los combustibles fósiles en un hogar el funcionamiento de un calentador solar como sus partes fundamentales y el mantenimiento, y hasta de como poder crear un calentador solar con sus propias manos, trato de dar un punto de vista en como poder ayudar al planeta en comodisminuir gastos que al principio parecera demasiado trabajo y costoso pero con el paso del tiempo se bonificara la forma sustentable de ahorrar en gas y electricidad, enfocandonos con datos propuestos en España y basicamente en el desarrollo en México y sus alrededores como experiencias propias de un servidor y su comunidad con la utilización de la energía solar para un calentador de agua.

2. ¿Qué es Un Calentador Solar?

Como su nombre lo indica es una aparato que sirve para calentar una cantidad de cosas como lo sería principalmente el agua, aceite o incluso el aire también de esa forma podemos darle energía todo un hogar completo con la utilización practica de los paneles solares pero por el momento solo me enfocare en los calentadores de agua de esta forma su utilización basica serviría para bañarse y la utilización del sanitario otros usos tendría en las albercas públicas, sin mencionar aun el ahorro de energía y la inmensa gamma de utilizaciones del mismo ayuda a cuidar el medio ambiente casi en un 50% basandonos en los estandares de cuidado energético.

(“La potencia de la radiación solar que se puede ser utilizada como una fuente de energía a nivel de la corteza terrestre de factores relacionados entre 0 y 1000 vatios por metro cuadrado, lo cual depende de la evaluación de factores relacionados con la geografía el lugar considerando, tales como la longitud y la altitud, lo mismo que el número de horas de sol al año y el grado de nubosidad”)[3].3. Elaboración de Paneles Solares
Debido a la gran dispersión que existe entre la tierra y el sol se pierde demasiada radiación a lo que nos lleva a no menos de 1000w/m2 por lo que para esta situación se utilizan grandes superficies colectoras o varias superficies para lograr una satisfactoria recolección útil, un panel solar esta compuesto por una caja o marco del soporte, un paño de aislamiento, una cubierta transparente y un núcleo de absorción.

Marco del Soporte
Se Elabora en listones de madera, revestidos con laminas de aluminio de 3mm de espesor.

Cubierta Transparente
Se adopta en vidrio o poliéster blindado, con un espesor entre 10 y 15 cm.

Núcleo de Absorción
Esta formado por una placa de cobre o en hierro galvanizado de un cm de espesor y pintado de negro. También puede estar formada por un conjunto de foto celdas en silicio, cromo o vanadio con areas individuales de 5 x 15 cm.

3.a. Componentes
Contiene 4 componentes basicos para actuar:

Colector:
También llamado panel termo-solar es el mas importante ya que se encarga de transferir la energía solar al agua. Son varias tuberías donde fluye el agua a calentar, un pequeño truco a estos tubos es pintarlos de color negro para evitar reflejar la luz y así proporcionar una mayor absorción de calor. También contiene una manguera llamada “Serpentín” del cual esta en forma de espiral y recibe directamente rayos de sol ayudando muchoen su aprovechamiento de la energía, “Tubos de vacío” llamados así por que rodean los tubos del colector por donde se trasladara el agua. “Tubos y Placas” con el llamado colector plano se disponen dos tubos horizontales pegados a varios tubos verticales.

Contenedor
Es el recipiente que almacena el fluido. Se conecta a la entrada y salida de colector, hace un recorrido el fluido del contenedor al colector para tener un ciclo de agua y estar caliente para su uso, en caso de requerir el agua caliente se extrae de su tanque y se rellena con agua fría

Sistema
Se refiere a todo lo físico como serian los tubos, bombas, el mismo sistema de control, llaves de paso y accesorio FORMULA TEORICA DE UN VERTEDERO
La fórmula teórica para vertederos rectangulares es

Donde :
Q= caudal de m3/s
c= coeficiente (a determinar experimentalmente)
b= longitud de la cresta del vertedero en m
H= carga sobre el vertedero en m (altura de la superficie del nivel del liquido por encima de la cresta)
V= velocidad media de aproximación en m/s





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