Excel Transiciones 1e104m

DISEÑO HIDRAULICO DE CAIDA CANAL DE INGRESO

CANAL DE SALIDA

Q=

0.36 m3/seg

S=

0

f=

0.3 m

Z=

1

0.36

S=

0.01

f

0.3

Z=

1

nC =

0.02

nC =

0.02

nm =

0.03

nm =

0.03

Angulo conver=

25

El3=

3348.5

Angulo Diverg=

27.5

Elv0=

3350.5 msnm

h=

1.-

Q=

1.00 m

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) n. (P)^(2/3) =

y=

((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 8.05

0.16 8.04

0.02

Geometria del canal ingreso

2.-

Geometria del canal salida

y=

0.43

y=

0.36

b=

0.35

b=

0.3

A=

0.33

A=

0.23

P=

1.56

P=

1.3

T=

1.21

T=

1.01

f=

0.3

f=

0.3

v=

1.08

v=

1.55

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

05-024Página 1

3.-

H1 =

0.486 m

q=

0.502 m3/seg/m

B = Q/q

0.700 m

H2 =

0.48

Calculo de las transiciones Transicion de entrada

x1=

x2=

B1=

Ancho de la base mayor

B2=

Ancho de la base menor

T1=

Espejo de agua mayor

T2=

Espejo de agua menor

0.173 m

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

4.-

Adoptado

Dimensinamiento de la caida

0.500 m

0.03

05-024Página 2

Longitud del pie de la caida al inicio del salto

1.6

LD =

1.600 m

Altura del agua pegada al pie de la caida:

0.45

Yp =

0.400 m

Profundidad secuente menor:

0.11

Y1 =

0.100 m

Profundidad secuente mayor (tirantes conjugados)

0.62

Y2 =

0.600 m

Tirante critico

Yc ΔZ

= D 1/ 3

0.29

Yc =

0.300 m

Longitud del salto hidraulico: L= 6.90 (Y2 -Y1)

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

05-024Página 3

6.-

Ventilacion bajo la lamina vertiente: Consiste en calcular el diametro de los agujeros de ventilacion

qa

=

0.06 m3/seg x m

Qa

=

0.04 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

=

0.05 1/D^2

=

0 1/D^4

… (2)

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

D

0.04

=

0.06 m

=

0.04

OK

Determinanado el área:

A

=

Entonces colocamos tuberia de :

05-024Página 4

0.003

m2

No Und

Ф (pulg)

A (m2)

1

2

0.0020

2

1

0.0010 0.003

05-024Página 5

m3/seg

m

0.43

y=

Resolviendo por tanteos 5.09

0.36

0.09 5.1

0.02

05-024Página 6

m

de la base mayor

de la base menor

de agua mayor de agua menor

05-024Página 7

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05-024Página 9

05-024Página 10

DISEÑO HIDRAULICO DE UNA TRANSICION

Diseño de transición de entrada que conecte un canal de tierra de seccion trapezoidal y una canale El caudal de diseño es de 10m3/seg de 0.32 m3/s

AREA= b= z= y1= v1= n= Q= α= T1=

CANAL DE TIERRA 0.87 m2 0.4 m 1.5 0.64 m 0.37 m/s 0.03 0.32 m3/s 22.5 2.32

CANALETA RECTANGU b= z= y2= v2= n= Q= BL= T2= AREA= TRANSICION ALABEADA

X1

X2

ci

0.05

1.01

ce

SI : X1<X2 L: LONGITUD DE LA TRANSICION

L= L= L=

X Tan α 2.44 m 3 Adoptado

1)CALCULO DEL ABATIMIENTO DE LA NAPA DE LA SUPERFICIE DE AGUA V1 = 0.37 V2= 2.13 hv= 0.22

VELOCIDA MAXIMA EN CONXC

y =kx 2 K EN FUNCION DE LAS PERDIDAS

k= 0.03 x 0 0.25 0.5 0.75 1

y 0 0 0.01 0.02 0.03

1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3

0.04 0.06 0.08 0.11 0.14 0.17 0.21 0.25

2)CALCULO DE LA VARIACION DEL ANCHO DE LA TRANSICION k´

0.01 x 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5

y'

x 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3

0 0 0 0.01 0.01 0.02 0.03

y' 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 0.05 0.05

3) CALCULO DE LA RASANTE DE FONDO K": VALOR OBTENIDO EXPERIMENTALMENTE k'' 0.01 0

x

y 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 4) RESUMEN DE LOS CALCULOS SECCION 0.0000 0.2500

0.5

1

1.5

2

0

0 0.01 0 0.01 0 0.02 0 0.02 0.01 0.03 0.01 0.03 0.01 0.04 0.02 0.04 0.02 0.05 0.03 0.03 0.05 0.04 RASANTE DEL FONDO DE T 0.05 DE LA TRANSICION ALABEADA

Y 0.0000 0.0017

Dhv 0.0000 0.0016

Hvn 0.0070 0.0085

v 0.3700 0.4092

0.5000 0.7500 1.0000 1.2500 1.5000 1.7500 2.0000 2.2500 2.5000 2.7500 3.0000

0.0069 0.0154 0.0274 0.0428 0.0617 0.0839 0.1096 0.1388 0.1713 0.2073 0.2467

0.0062 0.0140 0.0249 0.0389 0.0561 0.0763 0.0997 0.1261 0.1557 0.1884 0.2243

0.0132 0.0210 0.0319 0.0459 0.0630 0.0833 0.1066 0.1331 0.1627 0.1954 0.2312

0.5090 0.6418 0.7911 0.9491 1.1122 1.2783 1.4465 1.6161 1.7867 1.9581 2.1300

BL H

d

B/

AULICO DE UNA

n trapezoidal y una canaleta rectangular de hormigon

Y

CANALETA RECTANGULAR 0.3 m 0 0.5 2.13 m/s 0.02 0.32 m3/s 0.2 m 0.3 0.15

b T

1

Y Z b

NSICION ALABEADA

x1: semidiferencia de los fondos de can x2: semidiferncia de los espejos de agu

0.1 0.2 perdidas de carga

Z S = 1C 0 ∗ΔhV Zs= 0.27

Z e = 1C 1 ∗Δh V Ze= 0.25

OCIDA MAXIMA EN CONXCRETO 3M/S RESPECTO A V2

ABATIMIENTO DE LA NAPA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

VARIACION DEL ANCHO DSE LA TRANSICION

1

1.5

2

2.5

3

3.5

SANTE DEL FONDO DE TRANSICION

A 0.8649 0.7820

Y' 0.0000 0.0007

B 0.4000 0.3986

Y'' 0.0000 0.0003

D 0.6400 0.6386

M 1.4865 1.2933

3.5

0.6286 0.4986 0.4045 0.3372 0.2877 0.2503 0.2212 0.1980 0.1791 0.1634 0.1502

0.0028 0.0063 0.0111 0.0174 0.0250 0.0326 0.0389 0.0438 0.0472 0.0493 0.0500

0.3944 0.3875 0.3778 0.3653 0.3500 0.3347 0.3222 0.3125 0.3056 0.3014 0.3000

mH

md

BL H

1

d

m

B/2

0.0013 0.0028 0.0051 0.0079 0.0114 0.0155 0.0202 0.0256 0.0316 0.0382 0.0455

0.6344 0.6274 0.6176 0.6051 0.5897 0.5715 0.5506 0.5268 0.5003 0.4709 0.4388

0.9402 0.6490 0.4487 0.3173 0.2339 0.1807 0.1445 0.1203 0.1049 0.0970 0.0966

Y

los fondos de canal o de los espejos de agua os espejos de agua

3

3.5

SICION

89

B/2+md 1.1514 1.0252

H 0.8400 0.8386

B/2+Mh 1.4486 1.2839

0.7937 0.6009 0.4660 0.3746 0.3129 0.2706 0.2407 0.2196 0.2052 0.1963 0.1924

0.8344 0.8274 0.8176 0.8051 0.7897 0.7715 0.7506 0.7268 0.7003 0.6709 0.6388

0.9817 0.7307 0.5558 0.4380 0.3597 0.3068 0.2696 0.2437 0.2262 0.2157 0.2117