ejercicios de resalto hidraulico

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ResaltoRectUn Canal rectangular de 15m de ancho se inicia al pie de un cimancio que tiene una altura de 4.27 m del piso a la cresta, dicho cimancio tiene la misma longitud de cresta que el ancho del canal y con unacarga h= 2.43 m sobre la misma, deber descargar un caudal Q= 112.5 m3/s.El canal sera excavado en tierra con un coeficiente de rugosidad n= 0.025 y el regimen de flujo uniforme debe ser subcritico.Determinar la pendiente necesaria en el canal para que el resalto hidraulico se inicie justo al pie de la caida, as como la longitud L, (usando la frmula de Siechin), de la zona que debe revestirse. (considerar como prdidala energa por friccin sobre el cimancio 0.1 V12/2g).Solucin:DatosQ=112.5 m3/sb=15.00 mY0=6.70 mn=0.03 mhf=0.1 V12/2gAplicando la ecuacin de la energia, entre 0 y 1 y tomando como NR el fondo del canal, se tiene:1donde:Z0=Z1=0v0=1.1194V02/2g=0.0639Y0 + V02/2g=6.7639

Luego:en el segundo miembro de la ecuacion tenemosV12*(1+0.1)=1.1 *V12/2g2gV12=Q2/A12 =56.25Y121.1*(V12/2g) =3.1537Y12remplazando valores se tiene la ecuacin:Y13-6.7639Y12+3.1537=0=f(Y)Y1 =0.7225F(y)=0.0000514413con solverY2 =3.6391 mL =14.583Calculo de la pendientepara que el resalto se inicie justo al pie de la caida, se debe cumplir que:Yn = Y2 =3.6391 mA=54.5865 m2p=22.2782 mde la ecuacion de manning se tiene:S=0.00080366370.8/En un canal rectangular de 0.75 m de ancho de solera, hay una compuerta que descarga por el fondoLa abretura de la compuerta es tal que produce una vena liquida contraida con un tirante de o.25 m y queluego forma un resaltoSi inmediatamente aguas arriba de la compuerta el tirante es de 1.10 m, hallar la longitud del resalto aplicando la formula de Siechin (desperdiciar prdidas en la compuerta).Solucin:Datosb=0.75 my0=1.1y1=0.25hf0=0L=?aplicando la ecuacin de la energa entre 0 y 1Z1=Z2=0vi=Q/A= Q/bYi=q/yiLuego:despejando qq=1.0484 m3/sy2=0.83 mL=2.90 mEn un canal rectangular de 1.5 m de ancho de solera, se transporta un caudal de 5 m3/seg. En un cierto tramo de este canal, se produce un resalto hirulico.Si el nmero de froude para el tirante conjugado menor es 5 veces que para eltirante conjugado mayor, calcular:- la longitud del resalto usando la formula se siechin- La energa disipada en el resaltoSolucin:Datosb=1.50 mQ=5.0 m3/sq=3.3 m3/sy2=?y1=??L=?F1=5F2De la ecuacin general para el nmero de Froude, se tiene:Donde para una seccin rectangular se tieneA=1.5YT=b=1.5A/T ==1.5Y/1.5 =YluegoF=V/(gy)1/2 1de la ecuacin de la continuidad se tiene:v=Q/A = Q/bY = q/Yluego remplazando en 1F=q / Y3/2 * g1/2Por lo tanto:F1=q / Y13/2 * g1/2F2 =q / Y23/2 * g1/2y segn datoF1=5F2q / Y13/2 * g1/2 =5*(q / Y23/2 * g1/2)y2 =52/3y1y2=Y1 * 52/3La ecuacion del resalto hidraulico, para seccion rectangular se expresa comoq=Q/bremplazando Y2 y qy1=0.5823y2=1.702655529L=5.602O0.3545m-kg/kg

CTrapezoidalg=9.81Datos:Q=20.0 m3/sb=3.00 mTrapecioz=1.50 mT=3+2*1.5Yc6.95884326A=3Yc+1.5Y2c6.5709165862

Q2/g =40.77=(3Yc+1.5Y2C)33(1+Yc)Yc=1.31961442variablef(Yc)=40.7700090397ControlYc=f(Yc)=115.18751.228.95499636361.3196144240.7700090397por tanteos1.565.116406252192V=3.0437153992F=0.8459525649Emin=1.7917960424m-kg/kg