ocw flujo superf libre 1

UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA CIVIL E INDUSTRIAL

LIBRO DE CANALES

VERSIÓN CURSO 2010- 11

AUTOR: Juan E. González Fariñas ([email protected])

Convenio de colores de las celdas:Importante: Hágase una copia de seguridad

INPUT DATA CELL las celdas no están protegidas y si introduce datosOUTPUT CELL en celdas que no sean "grises" borrará lo programado

OBJETIVE FUNCTION

UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA CIVIL E INDUSTRIAL

AUTOR: Juan E. González Fariñas ([email protected])

Importante: Hágase una copia de seguridadlas celdas no están protegidas y si introduce datosen celdas que no sean "grises" borrará lo programado

SECCIONES TRAPECIAL, TRIANGULAR Y RECTANGULAR AUTOR: Juan E. González Fariñas ([email protected])

INPUT DATA CELLOUTPUT CELL

DATOS INICIALES: FUNCIÓN OBJETIVOQ 0.052b (m) 3.00

(adim.) 0.00(adim.) 0.00(adim.) 0.0900

"n" Manning 0.014

PARÁMETROS GEOMÉTRICOS0.002 (m)

0.017 (m)

PARÁMETROS FLUJO "NORMAL"

(m) (m) (m) (m)0.00 3.00 0.00 0.00 3.00

PARÁMETROS FLUJO "CRÍTICO"

Dc Tc Ac Jc(m) (m) (m) (m) (adim.)0.031 3.00 0.09 0.03 3.06 0.0062

(m3/s)

z1

z2

Jo

(s*pie- 1/3)

Z N (m8/3) y "NORMAL"

Z c = Q/ g0,5 (m2,5) y "CRÍTICA"

DN TN AN RHIDRÁULICO PN

(m2)

RHIDRÁULICO c Pc

(m2)

Z1 Z2

SECCIONES TRAPECIAL, TRIANGULAR Y RECTANGULAR AUTOR: Juan E. González Fariñas ([email protected])

0.001 FUNCIÓN OBJETIVO: 0.00

0.031 FUNCIÓN OBJETIVO: 0.00

15.38Froude 146.24 (adim.) SUPERCRÍTICO

0.55

F(adim.)0.99

V"normal" (m/s)

V"crítical" (m/s)

SUPERFICIE LIBRE DE SECCIONES TRAPECIAL, TRIANGULAR Y RECTANGULAR AUTOR: Juan E. González Fariñas ([email protected])

HOJA DE CÁLCULO PARA CANAL CON FLUJO SUPERCRÍTICO DATOS COPIADOS DE HOJA INICIAL:

Q 0.052b (m) 3.00

(adim.) 0.00(adim.) 0.00(adim.) 0.0900

"n" Manning 0.014

FLUJO SUPERCRÍTICO

INPUT DATA CELLLongitud del tramo = 0.2 (m)Número de secciones

de cálculo = 10 (adim.)Calado inicial: (<=yc) = 0.03 (m) CORRECTO% VARIACIÓN DEL CALADODESEADO EN LOS CÁLCULOS 3.30 (adim.)

No. x (m) y(x) (m)1 0.000 0.03 0.092 0.001 0.03 0.093 0.003 0.03 0.094 0.007 0.03 0.085 0.012 0.03 0.086 0.019 0.03 0.087 0.028 0.03 0.088 0.039 0.02 0.079 0.052 0.02 0.0710 0.067 0.02 0.0711 0.085 0.02 0.0712 0.105 0.02 0.0613 0.129 0.02 0.0614 0.157 0.02 0.0615 0.190 0.02 0.06

PTO. FUERA CANAL 0.228 0.02 0.06PTO. FUERA CANAL 0.273 0.02 0.05PTO. FUERA CANAL 0.326 0.02 0.05PTO. FUERA CANAL 0.391 0.02 0.05PTO. FUERA CANAL 0.470 0.02 0.05

(m3/s)

z1

z2

Jo

(s*pie- 1/3)

A(x) (m2)

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 0.2000.00

0.01

0.02

0.03

0.04

Curva superficial en el canal

Calado vs. xCurva de calado críticoCurva de calado normal

x (m)

y (m)


HOJA DE CÁLCULO PARA CANAL CON FLUJO SUPERCRÍTICO DATOS COPIADOS DE HOJA INICIAL:

(m) 0.00 FUNCIÓN OBJETIVO: 0.00


FLUJO SUPERCRÍTICO

R(x) (m) v(x) (m/ s) E(x) (m)0.03 0.56 0.02 0.0469 0.006470.03 0.58 0.02 0.0470 0.00723 0.0068457910.03 0.60 0.02 0.0472 0.00807 0.0076492980.03 0.62 0.02 0.0475 0.00902 0.0085473580.03 0.64 0.02 0.0479 0.01008 0.0095511160.03 0.66 0.02 0.0485 0.01127 0.0106730340.02 0.68 0.02 0.0492 0.01259 0.0119270440.02 0.71 0.03 0.0500 0.01407 0.0133287250.02 0.73 0.03 0.0510 0.01572 0.0148954920.02 0.76 0.03 0.0521 0.01757 0.0166468180.02 0.78 0.03 0.0533 0.01964 0.0186044760.02 0.81 0.03 0.0548 0.02195 0.0207928080.02 0.84 0.04 0.0564 0.02453 0.0232390330.02 0.86 0.04 0.0582 0.02742 0.0259735820.02 0.89 0.04 0.0602 0.03064 0.0290304840.02 0.92 0.04 0.0623 0.03425 0.0324477840.02 0.96 0.05 0.0648 0.03828 0.0362680220.02 0.99 0.05 0.0674 0.04279 0.0405387660.02 1.02 0.05 0.0703 0.04783 0.04531320.02 1.06 0.06 0.0734 0.05347 0.050650794

y "NORMAL"

y "CRÍTICA"

v(x)2/ 2g (m) Jf(x) (adim.) Jf media (adim.)

Z1

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 0.2000.00

0.01

0.02

0.03

0.04

Curva superficial en el canal

Calado vs. xCurva de calado críticoCurva de calado normal

x (m)

y (m)

F(x) (adim.) yc (m) yn (m)1.01 0.03 0.001

0.00099974 1.07 0.03 0.0010.00235184 1.12 0.03 0.0010.00378668 1.18 0.03 0.0010.00531788 1.24 0.03 0.0010.00696174 1.30 0.03 0.0010.008738 1.37 0.03 0.001

0.01067084 1.44 0.03 0.0010.01279025 1.52 0.03 0.0010.01513399 1.59 0.03 0.0010.01775032 1.68 0.03 0.0010.02070198 1.76 0.03 0.0010.02407225 1.85 0.03 0.0010.02797407 1.95 0.03 0.0010.03256469 2.05 0.03 0.0010.03806994 2.16 0.03 0.0010.04482617 2.27 0.03 0.0010.05335757 2.39 0.03 0.0010.0645286 2.51 0.03 0.0010.07987378 2.64 0.03 0.001

Dx (m)


DATOS COPIADOS DE HOJA INICIAL:

Q 0.052b (m) 3.00

(adim.) 0.00(adim.) 0.00(adim.) 0.0900

"n" Manning 0.014

USAR HOJA DE FLUJO SUPERCRÍTICO


de cálculo = 40 (adim.)Calado inicial = 3.30 (m) CORRECTO

% VARIACIÓN DEL CALADODESEADO EN LOS CÁLCULOS 1.00 (adim.)

No. x (m) y(x) (m)1 2500.00 3.30 9.902 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 3.27 9.803 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 3.23 9.704 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 3.20 9.615 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 3.17 9.516 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 3.14 9.417 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 3.11 9.328 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 3.08 9.239 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 3.05 9.1410 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 3.01 9.0411 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.98 8.9512 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.95 8.8613 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.93 8.7814 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.90 8.6915 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.87 8.6016 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.84 8.5117 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.81 8.4318 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.78 8.3519 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.75 8.2620 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.73 8.1821 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.70 8.1022 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.67 8.0223 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.65 7.9424 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.62 7.8625 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.59 7.7826 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.57 7.70

HOJA DE CÁLCULO PARA CANAL CON FLUJO SUBCRÍTICO Y CALADO DESCENDIENTE

(m3/s)

z1

z2

Jo

(s*pie- 1/3)

A(x) (m2)

27 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.54 7.6228 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.52 7.5529 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.49 7.4730 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.47 7.4031 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.44 7.3232 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.42 7.2533 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.39 7.1834 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.37 7.1135 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.34 7.0336 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.32 6.9637 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.30 6.8938 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.28 6.8339 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.25 6.7640 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 2.23 6.69

0.00 500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.000.000.501.001.502.002.503.003.50

Curva superficial en el canal Calado vs. xCDLLinear (CDL)NDL

x (m)

y (m)


DATOS COPIADOS DE HOJA INICIAL:




R(x) (m) v(x) (m/ s) E(x) (m)1.031 0.01 0.00 3.30 0.000001.028 0.01 0.00 3.27 0.000001.025 0.01 0.00 3.23 0.000001.021 0.01 0.00 3.20 0.000001.018 0.01 0.00 3.17 0.000001.015 0.01 0.00 3.14 0.000001.012 0.01 0.00 3.11 0.000001.008 0.01 0.00 3.08 0.000001.005 0.01 0.00 3.05 0.000001.002 0.01 0.00 3.01 0.000000.998 0.01 0.00 2.98 0.000000.995 0.01 0.00 2.95 0.000000.992 0.01 0.00 2.93 0.000000.988 0.01 0.00 2.90 0.000000.985 0.01 0.00 2.87 0.000000.981 0.01 0.00 2.84 0.000000.978 0.01 0.00 2.81 0.000000.975 0.01 0.00 2.78 0.000000.971 0.01 0.00 2.75 0.000000.968 0.01 0.00 2.73 0.000000.964 0.01 0.00 2.70 0.000000.961 0.01 0.00 2.67 0.000000.957 0.01 0.00 2.65 0.000000.954 0.01 0.00 2.62 0.000000.950 0.01 0.00 2.59 0.000000.947 0.01 0.00 2.57 0.00000

Y CALADO DESCENDIENTE

y "NORMAL"

y "CRÍTICA"

v(x)2/ 2g (m) Jf(x) (adim.)

Caso de calado descendiente (curva M1)

0.943 0.01 0.00 2.54 0.000000.940 0.01 0.00 2.52 0.000000.936 0.01 0.00 2.49 0.000000.933 0.01 0.00 2.47 0.000000.929 0.01 0.00 2.44 0.000000.926 0.01 0.00 2.42 0.000000.922 0.01 0.00 2.39 0.000000.918 0.01 0.00 2.37 0.000000.915 0.01 0.00 2.34 0.000000.911 0.01 0.00 2.32 0.000000.908 0.01 0.00 2.30 0.000000.904 0.01 0.00 2.28 0.000000.900 0.01 0.00 2.25 0.000000.897 0.01 0.00 2.23 0.00000

0.00 500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.000.000.501.001.502.002.503.003.50


x (m)

y (m)

F(x) (adim.) yc (m) yn (m)0.00 0.03 0.00

5.25392E-09 -0.3666664 0.00 0.03 0.005.38324E-09 -0.3629997 0.00 0.03 0.005.51592E-09 -0.3593697 0.00 0.03 0.005.65202E-09 -0.355776 0.00 0.03 0.005.79166E-09 -0.3522182 0.00 0.03 0.005.93492E-09 -0.348696 0.00 0.03 0.006.0819E-09 -0.3452091 0.00 0.03 0.006.23271E-09 -0.341757 0.00 0.03 0.006.38744E-09 -0.3383394 0.00 0.03 0.006.54622E-09 -0.334956 0.00 0.03 0.006.70914E-09 -0.3316064 0.00 0.03 0.006.87632E-09 -0.3282903 0.00 0.03 0.007.04788E-09 -0.3250074 0.00 0.03 0.007.22394E-09 -0.3217573 0.00 0.03 0.007.40462E-09 -0.3185397 0.00 0.03 0.007.59006E-09 -0.3153543 0.00 0.03 0.007.78037E-09 -0.3122008 0.00 0.03 0.007.9757E-09 -0.3090788 0.00 0.03 0.008.17618E-09 -0.305988 0.00 0.03 0.008.38196E-09 -0.3029281 0.00 0.03 0.008.59319E-09 -0.2998988 0.00 0.03 0.008.81001E-09 -0.2968998 0.00 0.03 0.009.03258E-09 -0.2939308 0.00 0.03 0.009.26107E-09 -0.2909914 0.00 0.03 0.009.49563E-09 -0.2880815 0.00 0.03 0.00

Jf media (adim.) Dx (m)

9.73644E-09 -0.2852007 0.00 0.03 0.009.98366E-09 -0.2823486 0.00 0.03 0.001.02375E-08 -0.2795251 0.00 0.03 0.001.04981E-08 -0.2767299 0.00 0.03 0.001.07657E-08 -0.2739626 0.00 0.03 0.001.10404E-08 -0.2712229 0.00 0.03 0.001.13226E-08 -0.2685107 0.00 0.03 0.001.16123E-08 -0.2658256 0.00 0.03 0.001.19098E-08 -0.2631673 0.00 0.03 0.001.22153E-08 -0.2605356 0.00 0.03 0.001.2529E-08 -0.2579302 0.00 0.03 0.001.28513E-08 -0.2553509 0.00 0.03 0.001.31822E-08 -0.2527974 0.00 0.03 0.001.35221E-08 -0.2502694 0.00 0.03 0.00


HOJA DE CÁLCULO PARA CANAL CON FLUJO SUBCRÍTICO DATOS COPIADOS DE HOJA INICIAL:

Q 0.052b (m) 3.00

(adim.) 0.00(adim.) 0.00(adim.) 0.0900

"n" Manning 0.014



de cálculo = 20 (adim.)Calado inicial = 3.50 (m) CORRECTO

% VARIACIÓN DEL CALADODESEADO EN LOS CÁLCULOS 2.00 (adim.)

No. x (m) y(x) (m)1 2500.00 3.50 10.502 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.003 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.004 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.005 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.006 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.007 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.008 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.009 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0010 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0011 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0012 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0013 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0014 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0015 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0016 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0017 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0018 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0019 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0020 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0021 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0022 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.00

(m3/s)

z1

z2

Jo

(s*pie- 1/3)

A(x) (m2)

23 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0024 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0025 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0026 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0027 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0028 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0029 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0030 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.0031 USAR HOJA FLUJO SUPERCRÍTICO 0.00 0.00

0.00 500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.000.000.501.001.502.002.503.003.504.00


x (m)

y (m)


HOJA DE CÁLCULO PARA CANAL CON FLUJO SUBCRÍTICO DATOS COPIADOS DE HOJA INICIAL:




R(x) (m) v(x) (m/ s) E(x) (m)1.050 0.00 0.00 3.50 0.000000.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 197.75983380.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.5196677

y "NORMAL"

y "CRÍTICA"

v(x)2/ 2g (m) Jf(x) (adim.) Jf media (adim.)

Caso de calado creciente (curva M2)

0.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.51966770.001 15.38 12.05 12.05 395.51967 395.5196677

0.00 500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.000.000.501.001.502.002.503.003.504.00


x (m)

y (m)

F(x) (adim.) yc (m) yn (m)0.00 0.03 0.00

-0.0432745 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.00

Dx (m)

0 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.000 146.24 0.03 0.00

DATOS INICIALES:Q 9.960

(m) 5.00(m) 0.56(m) 5.00

(adim.) 0.00(adim.) 0.00

Z0 (m) 0.70Z1 (m) 0.00

CÁLCULOS:

q0 1.99q1 1.99hv0 0.64hv1 1.54

(m) 0.36 Función objetivo: 0.00

(m3/s)b0

y0

b1

z1

z2

(m2/s)(m2/s)(m)(m)

y1

y0

Z0

hv0

y1

hv1

INPUT DATA CELLOUTPUT CELL

CÁLCULO DE DE SECCIÓN CIRCULAR

Flujo en conductos circulares

A=D28

(θ−sinθ )R=D4 (1−

sinθθ )

θ=2tan−1[ √R2−(y−R )2

R−y ]=π+2tan−1 [√R2−(y−R )2

R−y ]

Q−1n∗A∗R

23∗J

0

12

=0

y

(d/D) Qmáx = 0,93

DATOS DE ENTRADA: "D" e "y": D (mm) = 500 y (mm) = 230.0

y/ D (adim.) = 0.46 J fondo tubería = 0.002

n tubería = 0.013

Para cualquier vakor de 0< y/ D < 12.98170.82

Para tubería llenaArea llena (m2) = 0.196

R llena (m) = 0.125T llena (m) = 0.000P llena (m) = 1.571D llena (m) = ¥

Q tubería llena (m3/ s) = 0.169

Para tubería parcialmente llenaA (m2) = 0.088R (m) = 0.118T (m) = 0.498P (m) = 0.745Dh (m) = 0.177

Q tubería parc. llena (m3/ s) = 0.0731Q tubería parc. llena (l/s) = 73.11Q tubería parc. llena (lpm) = 4386.74

(d / D) Q máx = 0.93Qmáx = 1.06*Qlleno (m3/ s) = 0.18

q (radianes) =q (0) =

ocw flujo superf libre 1

Documents