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Calor y Fluidos

Calculadora del Caudal de un Vertedero Rectangular (Fórmula de Francis)

Caudal sobre un vertedero rectangular de pared delgada a partir de la longitud de la cresta y la altura de agua sobre ella, con el efecto de las contracciones laterales.

Resultados

Caudal sobre el vertedero 103,7 L/s
Caudal sobre el vertedero 0,1037 m³/s
Caudal por hora 373,3 m³/h
Longitud efectiva de la cresta 0,970 m
Caudal por metro de cresta 103,7 L/(s·m)
Cómo varía
Caudal sobre el vertederoAltura de agua sobre la cresta (medida aguas arriba) 0,00 – 0,30. Caudal sobre el vertedero: 0 → 284,202Caudal sobre el vertedero01002003000,000,050,100,150,200,250,30Altura de agua sobre la cresta (medida aguas arriba) (m)

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

Un vertedero convierte una altura que se puede medir en un caudal que no: el caudal crece con la altura elevada a 1,5, así que el doble de altura da casi el triple de caudal. La fórmula de Francis es un ajuste empírico antiguo para una cresta de arista viva con lámina libre; cada contracción lateral estrecha la longitud efectiva de la cresta en una décima parte de la altura. Mida la altura con una regla colocada bien aguas arriba de la cresta, a varias veces la altura de distancia, donde la superficie del agua aún no ha descendido hacia el vertedero, y mantenga la lámina aireada.

Fórmula

Q = 1.84 (L − 0.1 n H) H^(3/2) (Francis, SI: Q in m³/s, L and H in m, n = 0, 1 or 2 end contractions)

Variables

SímboloSignificadoUnidad
lLongitud de la crestam
hAltura de agua sobre la cresta (medida aguas arriba)m
ncContracciones laterales—
QLCaudal sobre el vertederoL/s
QSCaudal sobre el vertederom³/s
QHCaudal por horam³/h
LELongitud efectiva de la crestam
QUCaudal por metro de crestaL/(s·m)

Ejemplo resuelto

  • Longitud de la cresta1 m
  • Altura de agua sobre la cresta (medida aguas arriba)0,15 m
  • Contracciones laterales2
  • Caudal sobre el vertedero103,7 L/s
  • Caudal sobre el vertedero0,1037 m³/s
  • Caudal por hora373,3 m³/h
  • Longitud efectiva de la cresta0,970 m
  • Caudal por metro de cresta103,7 L/(s·m)

Limitaciones

  • La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
  • El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.