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