1 Cálculo y diseño de una obra de captación

DATOS: Parámetro Hr P1 P2 Hn z Q  k

Dato 0.5 0.8 0.6 0.4 0.1 0.8 0.85

t

0.006

s e

0.05 0.15

CONDICIONES

Unidades m m m m m m3/s adimen. coeficiente por por contracción de los barrotes (0,85-0,90) espesor de barrotes m m m

Separación entre barras Espesor de rejilla

Para considerar sumergido el vertedero se debe cumplir:

1)

2)

( P1 Respuesta

)

  H  Hn n



P2

P2

si cumple

Respuesta

COEFICIENTE DE CORRECCIÓN POR SUMERSIÓN Parámetro S

Dato 0.7

Unidades -

COEFICIENTE DE SUMERSIÓN Parámetro Mo

Dato 1.96

 z

Unidades -

ANCHO DEL VERTEDERO



0.70 si cumple

Se utiliza la fó

 S  1.05  1  0.2  Se utiliza la fórmula de Konovalov

    M 0  0.407 407  0.045 045   

Parámetro b

Dato 1.94

Unidades m

b

K  S 

NÚMERO DE ESPACIOS Parámetro Ne

Dato 39

Unidades -

 Ne

NÚMERO DE BARROTES Parámetro Nb

Dato 38

Unidades -

 Nb

LONGITUD TOTAL DE LA REJILLA Parámetro B

Dato 2.17

Unidades m

 Lr   L r  

CHEQUEO DEL CAUDAL Parámetro Q

Dato 0.8

Unidades m3/s

ANCHO DEL VERTEDERO +10% de obturación Parámetro b

Dato 2.13

Unidades m

NÚMERO DE ESPACIOS Parámetro Ne

Dato 43

Unidades -

Q  K  

Parámetro b

Dato 1.94

Unidades m

b

K  S 

NÚMERO DE ESPACIOS Parámetro Ne

Dato 39

Unidades -

 Ne

NÚMERO DE BARROTES Parámetro Nb

Dato 38

Unidades -

 Nb

LONGITUD TOTAL DE LA REJILLA Parámetro B

Dato 2.17

Unidades m

 Lr   L r  

CHEQUEO DEL CAUDAL Parámetro Q

Dato 0.8

Unidades m3/s

ANCHO DEL VERTEDERO +10% de obturación Parámetro b

Dato 2.13

Unidades m

NÚMERO DE ESPACIOS Parámetro Ne

Dato 43

Unidades -

Q  K  

NÚMERO DE BARROTES Parámetro Nb

Dato 42

Unidades -

 Nb

LONGITUD TOTAL DE LA REJILLA Parámetro Lr

Dato 2.4

Unidades m

 Lr   L r  

CHEQUEO DEL CAUDAL Parámetro Q

Dato 0.88

Unidades m3/s

Q  K 

e

Q 

3)

 Hr  e

 1.5

Respuesta

si cu cumple

mula de Bazin

 Hn 

1 / 3

   z        p    H   2

 Hr        Hr     1  0.285   Hr   P1     Hr   P1 

2

  2g 

o  H  Hr  r 

3 / 2

b s

 Ne 1

 Nb  t    Nb

 Mo  b  Hr 

3 / 2

Para un diseño conservador, se considera el ancho b más el 10% de obturación

b

s

 Ne 1

  Nb  t   Mo  b  Hr 

3 / 2

DATOS: Parámetro Hvr P1 P2 P3 Hn z Q  k t s H'n

Dato 0.4 0.8 0.6 0.3 0.3 0.1 0.88 0.85 0.006 0.05 0.4

Unidades m m m m m m m3/s adimen. m m m

COEFICIENTE DE SUMERSIÓN Parámetro Mo

Dato 1.97

Unidades -

impuesto

Se utiliza la fórmula de Konovalov

    M 0  0.407  0.045   

COEFICIENTE DE CORRECCIÓN POR SUMERSIÓN Parámetro S

Dato 0.79

Se utiliza la fór

Unidades -

ANCHO DEL DERRIPIADOR Parámetro b

Dato 2.24

Unidades m

LARGO DEL DERRIPIADOR

Q  S  Mo  b

Parámetro L

Dato 0.36

Unidades m

 L

También el largo del desripiador se calcula en función del resalto sume •Se

calcula el calado contraído al pie del azud.

Según Bernoulli Parámetro k

Dato 0.9

Unidades -

Coeficiente de pérdida

Parámetro b

Dato 2

Unidades m

Ancho del vertedero impuesto

Parámetro To

Dato 1.1

Unidades m

Altura desde el vertedero hasta la superficie del nivel de agu

Parámetro q

Dato 0.44

Unidades m

Caudal unitario

(0.95-0.85) (1-0.90)

q

Q b



Azud con c Azu

Caudal  Anchovertedero

Calado contraido (y1) APROXIMACIONES DE dcon

dcon 

Parámetro dcon

q k  2 g (To  dcon)

Dato 0.11098363

Unidades m

dcon1 0 0.105236 0.11066254 0.11096562 0.11098262 0.11098357 0.11098363 0.11098363 0.11098363 0.11098363 0.11098363 0.11098363 0.11098363

dcon2 0.105235998 0.11066254 0.110965619 0.110982619 0.110983573 0.110983627 0.11098363 0.11098363 0.11098363 0.11098363 0.11098363 0.11098363 0.11098363

Profundidad o Calado conjugado (y2) Parámetro d2

Dato 0.54

Unidades m

d 2 

d 1    2  

1

Como d 2 > dcon;

0.54

>

0.11098363

resalto libre o rechazado, el tramo de la curva es de alta velocidad y habría que aumentar la lo

Longitud del resa Para que el resalto alcance a formarse, necesita de una cierta longitud que es la que se debe da

SEGÚN PAVLOVSKY Parámetro L

Dato 2.29

Unidades m

 L  2.5(1.9d 2  d 1 )

SEGÚN SAFRANETZ Parámetro L

Dato 2.43

Unidades m

 L  4.5d 2

SEGÚN BAKHMETEV Parámetro L

Dato 2.15

Unidades m

 L  5( y2  y1 )

Reja de entrada Vertedero

z

z

Hr

Hn

H vr

P3 P2

P1

y

P2 2

y1

Desripiador

      Hvr     1  0.285  vr   P 2     Hvr   P 2   Hvr 

ula de Bazin 1 / 3

  H ' n     z   S  1.05 1  0.2      p3    Hvr   

 H 

3 /  2

b

Q SM 0 H 3 /  2

2

  2g 



 2 tan 12º30`

rgido

npuertas sobre la cresta d sin compuertas

a

Error 0.105236 0.00542654 0.00030308 1.7001E-05 9.5387E-07 5.352E-08 3.0029E-09 1.6849E-10 9.4534E-12 5.304E-13 2.9768E-14 1.6792E-15 0

   1 3  gd 1   8q

2

ngitud.

lto r al zampeado o cajón amortiguador según el caso.

DATOS: Parámetro J Q  n m T1 T2

Dato 0.01 0.88 0.015 0 2 0.86

Unidades m m3/s -

Dato 0.43

Unidades m

número de mannig pendiente del canal (Rectangular) Ancho del vertedero de paso (impuesto) Ancho del canal (impuesto)

TIRANTE Y Parámetro d

2 8

d 3 

n  Q 2 3 1





 J 2 2 m 1  m 2

BASE b Parámetro b

Dato 0.86

Unidades m

b  2d 

ÁREA HIDRÁULICA Parámetro A

Dato 0.37

Unidades m2

 A  b   y

PERÍMETRO MOJADO Parámetro P

Dato 1.72

Unidades m

P  b 2 y

RADIO HIDRÁULICO Parámetro R

Dato 0.22

Unidades m

 R 

 A P

VELOCIDAD Parámetro V

Dato 2.38

Unidades m/s

V  

Q  A

COMPROBACIÓN VELOCIDAD Parámetro V

Dato 2.43

Unidades m/s

COMPROBACIÓN DE CAUDAL Parámetro Q Q

Dato 0.88 0.9

Unidades m3/s m3/s

Q   AxV 

LONGITUD DE TRANSICIÓN Parámetro L

Dato 2.6

Unidades m

 L 

T 1  T 2 2  Tan(1

CALADO Como la sección del canal A2 = 0.37 m2 convendría por lo tanto poner a la entrada de la transición un calado tal que de la misma área:

 A2  b1  d 1 Parámetro d

Dato 0.19

Unidades m

Y2 Esto no es posible ya que

Y 2   H    z Parámetro Y2

Dato 0.3

Unidades m

(ancho b=

d 1 

 A2 b1

m 2)

0.3

>

0.19

VELOCIDAD DE APROXIMACIÓN DEL VERTEDERO Las pérdidas de energía que se producen en una transición se deben a la fricción y al cambio de despreciada en cálculos preliminares. La segunda es una función de la diferencia entre las cargas La velocidad de aproximación del vertedero a la entrada de la transición es:

V  

Q  A

Se considera el ancho del vertedero y la altura P 1 del vertedero más H. Parámetro d

Dato 0.44

Unidades m

CARGA DE VELOCIDAD Parámetro Z0

Dato 0.11

Unidades m

 z0   z 

V  2 2g

CONDICIÓN A CUMPLIRSE Respuesta

 y 2 

si cumple

0.3

 z 0 0.70 0.16

CONDICIÓN A CUMPLIRSE O sea el calado de agua al comienzo de la transición no puede ser menor que:

d  2  y 2  ÁREA Parámetro A

Dato 1.18

Unidades m2

0.59

VELOCIDAD DE APROXIMACIÓN AL INICIO DE LA TRANSICIÓN Parámetro V

Dato 0.75

Unidades m2

CARGA DE VELOCIDAD EN EL CANAL Parámetro hf

Dato 0.26

Unidades m2

 V 2 2  V 1 2 h f     2g  

PÉRDIDA EN LA SUPERFICIE Parámetro Z

c

Dato 0.34

0.3

 z  (1  c

Unidades m2

ingrese valor de la tabla

Tipo de transición

C1

En curva

0.1

Con cuadrante de círculo

0.15

Recta

0.3

12,5º Transición

Lr c

.5º )

velocidad. La primera es pequeña y puede ser e velocidad.

 

h f 

C ana l

DATOS: Parámetro QL J n m

Dato 1.76 0.015 0.015 0

Unidades m3/s

Dato 0.52

Unidades m

-

TIRANTE Parámetro d

8

d 3 

n 1



 J 2 2 BASE b Parámetro b

Dato 1.04

Unidades m

b

Unidades m2

 A 

ÁREA HIDRÁULICA Parámetro A

Dato 0.54

PERÍMETRO MOJADO Parámetro P

Dato 2.08

RADIO HIDRÁULICO

Unidades m

P

Parámetro R

Dato 0.26

Unidades m

Dato 3.26

Unidades m/s

VELOCIDAD Parámetro V

V  

Para compuerta libre

Q  k   e  a  b 

2 g ( H  

V 

2

2g

 (e 

DATOS: Parámetro a k cota 1 cota 2 Hn ∆

Dato 0.8 0.96 79.1 78.24 0.4 0.02

Unidades m

Dato 1.28

Unidades m

m m m m

impuesto Coef. De veloc. De 09.5-0.97 Cota cresta vertedero salida del desripiador Cota nivel parte inferior compuerta Altura sobre el vertedero desnivel que cae hasta la compuerta

ALTURA Parámetro H

Comprobación si la compuerta trabaja sumergida o no Respuesta

Compuerta libre

a/H

0.63

a  H 

 0 .1

a  0 .1  H  FACTOR e Parámetro e

Dato 0.6690

Unidades m/s

CAUDAL Q  Tipo

Compuerta libre

Para compuerta libre

Q  k   e  a  b  2 g ( H   Parámetro Q 

Dato 2.68

V 

2

2g

 (e 

Unidades m3/s

VERIFICACIÓN DE CAUDAL Respuesta

ok

Q > QL 2.68

1.76

ok

2

Q 23



m 1  m 2

d 

b  d 

2d 

Q  A

Para compuerta sumergida

Q  k  e  a  b  2 g

))

Compuerta Libre

Compuerta sumergida

Para compuerta sumergida

))

Q  k  e  a  b  2 g

 H 0  hz)

 H 0  hz)

a/H

e 0 0.01 0.02 0.03

0.611 0.6114 0.6118 0.6122

0.05 0.06 0.07

0.613 0.6134 0.6138

0.15 0.16 0.17 0.18

0.618 0.6184 0.6188 0.6192

0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 0.4 0.41

0.62 0.6204 0.6208 0.6212 0.6216 0.622 0.6226 0.6232 0.6238 0.6244 0.625 0.6256 0.6262 0.6268 0.6274 0.628 0.6284 0.6288 0.6292 0.6296 0.63 0.6316

0.42 0.43 0.44 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 0.5 0.51 0.52 0.53 0.54 0.55 0.56 0.57 0.58 0.59 0.6 0.61 0.62 0.63 0.64 0.65 0.66 0.67 0.68 0.69 0.7 0.71 0.72 0.73 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 0.8 0.81 0.82 0.83 0.84 0.85 0.86 0.87 0.88 0.89 0.9 0.91

0.6332 0.6348 0.6364 0.638 0.6394 0.6408 0.6422 0.6436 0.645 0.646 0.647 0.648 0.649 0.65 0.652 0.654 0.656 0.658 0.66 0.663 0.666 0.669 0.672 0.675 0.678 0.681 0.684 0.687 0.69 0.693 0.696 0.699 0.702 0.705 0.708 0.711 0.714 0.717 0.72 0.725 0.73 0.735 0.74 0.745 0.752 0.759 0.766 0.773 0.78 0.791

0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1

0.802 0.813 0.824 0.835 0.868 0.901 0.934 0.967 1

Cerca de una toma vivirá un guardián quien tendrá instrucciones para cerrar la compuerta de admi guardián para que haga algo. Por esto, para la seguridad del canal, toda toma debe diseñarse en tal

DATOS: Parámetro Q crecida b m

Dato 37 7 0.45

Unidades m3/s m -

Q  m

Ho Parámetro Ho

Dato 1.92

Unidades m

Dato 1.3

Unidades m

Dato 1.7

Unidades m

Dato 1.76

Unidades m

P Parámetro P

H Parámetro H

Vo Parámetro Vo

impuesto según topografía del terreno (ancho del río) Manual de cálculos hidraulicos Kiseliov, Moscu 1961

  Q  H o   m  

Ho Parámetro Ho

Dato 1.86

Unidades m

sión en época de crecientes, sin embargo, la creciente puede ocurrir durante la noche o ser demasia forma que pueda por si sola permitir el paso de la creciente máxima sin sufrir ningún daño.

3

2 g  H  o 2 2

 3  2g 

recida

         m  1  0 . 55   

V 0

Q 

 A

Q

     H  o    H  P  o    

2

 b 

2 g

 H 0   H  

v0

2

2g

do rápida y no dar tiempo al

     ^ 2  /  3    

a/H

e

a/H

0

0.611

0

0.1

0.615

0.004

0.01

0.05

0.15

0.618

0.003

0.02

0.05

0.2

0.62

0.002

0.03

0.05

0.25

0.622

0.002

0.04

0.05

0.3

0.625

0.003

0.05

0.05

0.35

0.628

0.003

0.06

0.05

0.4

0.63

0.002

0.07

0.05

0.45

0.638

0.008

0.08

0.05

0.5

0.645

0.007

0.09

0.05

0.55

0.65

0.005

0.1

0.05

0.6

0.66

0.01

0.11

0.05

0.65

0.675

0.015

0.12

0.05

0.7

0.69

0.015

0.13

0.05

0.75

0.705

0.015

0.14

0.05

0.8

0.72

0.015

0.15

0.05

0.85

0.745

0.025

0.16

0.05

0.9

0.78

0.035

0.17

0.05

0.95

0.835

0.055

0.18

0.05

1

1

0.165

0.19

0.1

0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38

0.39 0.4 0.41 0.42 0.43 0.44 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 0.5 0.51 0.52 0.53 0.54 0.55 0.56 0.57 0.58 0.59 0.6 0.61 0.62 0.63 0.64 0.65 0.66 0.67 0.68 0.69 0.7 0.71 0.72 0.73 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 0.8 0.81 0.82

0.83 0.84 0.85 0.86 0.87 0.88 0.89 0.9 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1

e 0.611 0.6114 0.6118 0.6122 0.6126 0.613 0.6134 0.6138 0.6142 0.6146 0.615 0.6156 0.6162 0.6168 0.6174 0.618 0.6184 0.6188 0.6192 0.6196 0.62 0.6204 0.6208 0.6212 0.6216 0.622 0.6226 0.6232 0.6238 0.6244 0.625 0.6256 0.6262 0.6268 0.6274 0.628 0.6284 0.6288 0.6292

0.6296 0.63 0.6316 0.6332 0.6348 0.6364 0.638 0.6394 0.6408 0.6422 0.6436 0.645 0.646 0.647 0.648 0.649 0.65 0.652 0.654 0.656 0.658 0.66 0.663 0.666 0.669 0.672 0.675 0.678 0.681 0.684 0.687 0.69 0.693 0.696 0.699 0.702 0.705 0.708 0.711 0.714 0.717 0.72 0.725 0.73