aplicaciones en escalones

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INTEGRANTES: NATIVIDAD VICTORIANO HERNÁNDEZ GIOVANNI CATALÁN VÁZQUEZ 2. ENERGÍA ESPECÍFICA Tlapa de Comonfort Gro, a 24 de marzo 2015 INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LA MONTAÑA HIDRÁULICA DE CANALES 2.4.- Aplicaciones en escalones

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hidraulica de canales

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I N T E G R A N T E S :

N A T I V I D A D V I C T O R I A N O H E R N Á N D E Z

G I O V A N N I C A T A L Á N V Á Z Q U E Z

2. ENERGÍA ESPECÍFICA

Tlapa de Comonfort Gro, a 24 de marzo 2015

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LA MONTAÑA

HIDRÁULICA DE CANALES

2.4.- Aplicaciones en escalones

Cuando el terreno natural por el cual debe pasar un canal tiene una pendiente muy fuerte, para evitar

velocidades excesivas deberán proyectarse tramos de canal con pendiente suave ligados por estructuras

llamadas caídas.

Concepto

Son estructuras utilizadas en

aquellos puntos donde es necesario efectuar cambios

bruscos en la rasante del canal.

Permite unir dos tramos (uno superior y otro inferior) de un canal, por medio de un plano

vertical (muro de sostenimiento de tierra capaz de soportar el empuje que estas ocasionan), permitiendo que el agua salte libremente y caiga en el tramo

de abajo.

Finalidad

Conducir agua desde una

elevación alta hasta una

elevación baja.

Disipar la energía generada por esta

diferencia de niveles.

Transición de

entrada

Transición de salida

Poza o colchón

amortiguador

Sección de control

Caída en sí

Elementos De Una Caída Vertical

Transición de

entrada• Une por

medio de un estrechamiento progresivo la sección del canal superior con la sección de control.

Caída en sí

• Es de sección rectangular

• Puede ser vertical o inclinada.

Sección de control

• Es la sección correspondiente al punto donde se inicia la caída, cercano a este punto se presentan las condiciones críticas

Poza o colchón amortiguador

• Es de sección rectangular

• Absorbe la energía cinética del agua al pie de la caída.

Transición de salida

• Une la poza de disipación con el canal aguas abajo.

 CRITERIOS DE DISEÑO DE UNA CAÍDA

Numero de caídas

Longitud e transición de entrada

Ancho del canal en el tramo de la

caída

Diseñar la poza disipadora en función de la

altura de caída

Borde libre de la caída

Rugosidad en el funcionamiento

de la caída

Ventilación bajo la lámina vertiente

Verificar que la velocidad del flujo de la caída este en el rango

de:0.6m/s < v < (1.5 – 2)

m/s.

CAÍDAS VERTICALES CON OBSTÁCULOS PARA EL CHOQUEEl Bureau of Reclamation, ha desarrollado para saltos pequeños, un tipo de caída con obstáculos donde choca

el agua de la lámina vertiente y se ha obtenido una buena disipación de energía para una amplia variación de la profundidad de la lámina aguas abajo a tal punto

que puede considerarse independiente del salto.

PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO DE UNA CAÍDA SIN OBSTÁCULO

1.Diseño del canal, aguas arriba y aguas abajo de la caída

Utilizar las consideraciones prácticas que existen para el diseño de canales.

2. Cálculo del ancho de la caída y el tirante en la sección de control

En la sección de control se presentan las condiciones críticas. Para una sección rectangular las ecuaciones que se cumplen son las siguientes:

SOLUCIÓN A LOS PROBLEMAS CON ESCALONES

 1. Hacer un esquema del perfil de la superficie libre

del agua entre las secciones 1 y 2.2. Calcular los tirantes del flujo aguas arriba y aguas

abajo aplicando la ecuación de Bernoulli.3. La energía específica aguas abajo se deduce del

principio de Bernoulli suponiendo una transición suave:

Donde Δz es la altura del escalón de la caída. El tirante del flujo aguas abajo se deduce de la definición de energía específica. 

Ejemplo 1. El escalón hacia atrás, indicado en la siguiente figura, se localiza un canal de 5 m de ancho de sección rectangular. El gasto total es 55 m3/seg, el fluido es agua a 20°C, el lecho del canal aguas arriba y aguas abajo del escalón, es horizontal y liso.Calcular la fuerza de presión (F) que actúa en la cara vertical del paso e indicar la dirección del flujo.