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DISEÑO HIDRAULICO DE CAIDA

CANAL DE INGRESO CANAL DE SALIDA

Q = 0.36 m3/seg Q= 0.36 m3/seg

S = 0.002 S= 0.005

f = 0.3 m f 0.3 m

Z = 1 Z= 1

0.015 0.015

0.025 0.025

Angulo conver= 25 El3= 3348.5

Angulo Diverg= 27.5

Elv0= 3350.5 msnm

h = 1.00 m

1.- Diseño de canales aguas arriba y aguas abajo

AGUAS ARRIBA: AGUAS ABAJO

Para una seccion de MEH debe cumplirse: 1/z = H/L

b/y = 2((1+Z^2)(^1/2)-1)

b/y = 0.83 m

A= by+zy^2

P= b+2y(1+z^2)^(1/2)

Asumiendo: b = 0.83 y

Determinando el n ponderado

A= by+zy^2

P= b+2y(1+z^2)^(1/2)

n = (Pm.nm^1.5+Pc.nc^1.5+Pm.nm^1.5)^(2/3)/(P)^(2/3)

n. (P)^(2/3) = (Pm.nm^1.5+Pc.nc^1.5+Pm.nm^1.5)^(2/3) y = 0.427

n. (P)^(2/3) = ((2*y(1+z^2)^(1/2)*nm^(1.5)+b.nc^(1.5))

Q = A^(5/3) x S^(1/2)/n. (P)^(2/3)

Q = (by+zy^2)^(2/3)/((2*y(1+z^2)^(1/2)*nm^(1.5)+b.nc^(1.5))(2/3)

Resolviendo por tanteos 0.16028357082 Resolviendo por tanteos

8.04984471899924 8.03808176599 0.01994052505 5.09116882454 5.098206161

Geometria del canal ingreso Geometria del canal salida

y = 0.427 y = 0.3568

b = 0.35373838227 b = 0.29558279811

A = 0.33 A = 0.23

P = 1.56147676453 P = 1.30476559622

T = 1.20773838227 T = 1.00918279811

f = 0.3 f = 0.3

v = 1.08 v = 1.55

2.- Calculo del ancho de la caida y el tirante de la seccion de control

Previamente se calcula la energia en los puntos 1 y 2

nC = nC =

nm = nm =

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H1 = 0.486 m H2 = 0.48 m

q = 0.502 m3/seg/m

B = Q/q 0.700 m

3.- Calculo de las transiciones

Transicion de entrada

B1= Ancho de la base mayor

B2= Ancho de la base menor

x1= 0.173 m

T1= Espejo de agua mayor

T2= Espejo de agua menor

x2= 0.254 m

Como:

Lte= 0.544 m

0.500 m Adoptado

Transicion de salida

x1= 0.202 m

x2= 0.155 m

Como:

Lte= 0.39 m

0.400 m Adoptado

4.- Dimensinamiento de la caida

0.500 m

0.0254841998

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Longitud del pie de la caida al inicio del salto

1.59647317609

1.600 m

Altura del agua pegada al pie de la caida:

0.4460459704

0.400 m

Profundidad secuente menor:

0.11351648513

0.100 m

Profundidad secuente mayor (tirantes conjugados)

0.61631290054

0.600 m

Tirante critico

0.29427746107

0.300 m

Longitud del salto hidraulico:

3.50 m

Longitud del estanque:

5.100 m

Tirante critico:

0.300 m

5.- Longitud del tramo del canal rectangular

Inmediatamente aguas arriba

Lc = 1.06 m

LD =

Yp =

Y1 =

Y2 =

Yc =

L= 6.90 (Y2 -Y1)

Y cΔZ

=D1/3

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6.- Ventilacion bajo la lamina vertiente:

Consiste en calcular el diametro de los agujeros de ventilacion

qa = 0.05537964917 m3/seg x m

Qa = 0.03876575442 m3/seg

Considerando:

L= 2.00 m

f= 0.02 tuberias de fierro

0.04 m

0.001 (1/830) para aire de 20 C

Ke= 0.5

Kb= 1.1

Kex= 1

….(1)

Va = 0.04935797609 1/D^2

= 0.00012416971 1/D^4 … (2)

Reemplazando las consideraciones y 2 en 1 y resolviendo por tanteo:

D = 0.06 m

0.04 = 0.04 OK

Determinanado el área:

A = 0.003 m2

Entonces colocamos tuberia de :

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No Und Ф (pulg) A (m2)

1 2 0.0020

2 1 0.0010

0.003

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y = 0.3568

0.0880803256

0.01727672888

Diseño de transición de entrada que conecte un canal de tierra de seccion trapezoidal y una canaleta rectangular de hormigon

El caudal de diseño e de 0.32 m3/s

CANAL DE TIERRA CANALETA RECTANGULARAREA= 0.8704 m2 b= 0.3 mb= 0.4 m z= 0z= 1.5 y2= 0.5y1= 0.64 m v2= 2.13 m/sv1= 0.37 m/s n= 0.015n= 0.025 Q= 0.32 m3/sQ= 0.32 m3/s BL= 0.2 mα= 22.5 T2= 0.3T1= 2.32 AREA= 0.15

TRANSICION ALABEADA

X1 X2 ci 0.1

0.05 1.01 ce 0.2perdidas de carga

SI : X1<X2

L: LONGITUD DE LA TRANSICION Zs= 0.26911315

L= 2.4383557 mL= 3 Adoptado

Ze= 0.24668705

1)CALCULO DEL ABATIMIENTO DE LA NAPA DE LA SUPERFICIE DE AGUA

V1 = 0.37V2= 2.13 VELOCIDA MAXIMA EN CONXCRETO 3M/S RESPECTO A V2hv= 0.22426096

K EN FUNCION DE LAS PERDIDAS k= 0.02740967

x y0 0

0.25 0.00171310.5 0.00685242

0.75 0.015417941 0.02740967

DISEÑO HIDRAULICO DE UNA TRANSICION

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

ABATIMIENTO DE LA NAPA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA

L=XTanα

Ze=(1+C1 )∗ΔhV

ZS=(1+C0 )∗ΔhV

y=kx2

1.25 0.042827611.5 0.06167176

1.75 0.083942122 0.10963869

2.25 0.138761472.5 0.17131045

2.75 0.207285653 0.24668705

2)CALCULO DE LA VARIACION DEL ANCHO DE LA TRANSICION

k´ 0.01111111

x y' x y'0 0 1.5 0.025

0.25 0.00069444 1.75 0.032638890.5 0.00277778 2 0.03888889

0.75 0.00625 2.25 0.043751 0.01111111 2.5 0.04722222

1.25 0.01736111 2.75 0.049305561.5 0.025 3 0.05

3) CALCULO DE LA RASANTE DE FONDOK": VALOR OBTENIDO EXPERIMENTALMENTE

k'' 0.00505

x y0 0

0.25 0.000315630.5 0.0012625

0.75 0.002840631 0.00505

1.25 0.007890631.5 0.0113625

1.75 0.015465632 0.0202

2.25 0.025565622.5 0.0315625

2.75 0.038190633 0.04545

4) RESUMEN DE LOS CALCULOS DE LA TRANSICION ALABEADA

SECCION Y Dhv Hvn v A Y'0.0000 0.0000 0.0000 0.0070 0.3700 0.8649 0.00000.2500 0.0017 0.0016 0.0085 0.4092 0.7820 0.0007

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

ABATIMIENTO DE LA NAPA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05 RASANTE DEL FONDO DE TRANSICION

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06VARIACION DEL ANCHO DSE LA TRANSICION

0.5000 0.0069 0.0062 0.0132 0.5090 0.6286 0.00280.7500 0.0154 0.0140 0.0210 0.6418 0.4986 0.00631.0000 0.0274 0.0249 0.0319 0.7911 0.4045 0.01111.2500 0.0428 0.0389 0.0459 0.9491 0.3372 0.01741.5000 0.0617 0.0561 0.0630 1.1122 0.2877 0.02501.7500 0.0839 0.0763 0.0833 1.2783 0.2503 0.03262.0000 0.1096 0.0997 0.1066 1.4465 0.2212 0.03892.2500 0.1388 0.1261 0.1331 1.6161 0.1980 0.04382.5000 0.1713 0.1557 0.1627 1.7867 0.1791 0.04722.7500 0.2073 0.1884 0.1954 1.9581 0.1634 0.04933.0000 0.2467 0.2243 0.2312 2.1300 0.1502 0.0500

B/2

m

1Hd

BL md

mH

Diseño de transición de entrada que conecte un canal de tierra de seccion trapezoidal y una canaleta rectangular de hormigon

x1: semidiferencia de los fondos de canal o de los espejos de aguax2: semidiferncia de los espejos de agua

VELOCIDA MAXIMA EN CONXCRETO 3M/S RESPECTO A V2

DISEÑO HIDRAULICO DE UNA TRANSICION

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

ABATIMIENTO DE LA NAPA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA

Ze=(1+C1 )∗ΔhV

ZS=(1+C0 )∗ΔhV

Y

b

b

Y

T

Z

1

89

B Y'' D M B/2+md H B/2+Mh0.4000 0.0000 0.6400 1.4865 1.1514 0.8400 1.44860.3986 0.0003 0.6386 1.2933 1.0252 0.8386 1.2839

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

ABATIMIENTO DE LA NAPA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05 RASANTE DEL FONDO DE TRANSICION

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06VARIACION DEL ANCHO DSE LA TRANSICION

0.3944 0.0013 0.6344 0.9402 0.7937 0.8344 0.98170.3875 0.0028 0.6274 0.6490 0.6009 0.8274 0.73070.3778 0.0051 0.6176 0.4487 0.4660 0.8176 0.55580.3653 0.0079 0.6051 0.3173 0.3746 0.8051 0.43800.3500 0.0114 0.5897 0.2339 0.3129 0.7897 0.35970.3347 0.0155 0.5715 0.1807 0.2706 0.7715 0.30680.3222 0.0202 0.5506 0.1445 0.2407 0.7506 0.26960.3125 0.0256 0.5268 0.1203 0.2196 0.7268 0.24370.3056 0.0316 0.5003 0.1049 0.2052 0.7003 0.22620.3014 0.0382 0.4709 0.0970 0.1963 0.6709 0.21570.3000 0.0455 0.4388 0.0966 0.1924 0.6388 0.2117

B/2

m

1Hd

BL md

mH

x1: semidiferencia de los fondos de canal o de los espejos de agua