DISEÑO DE RAPIDAS ESCALONADAS

DISEÑO DE RAPIDAS ESCALONADAS

UNIVERSIDAD UNIVERSID AD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA

CONTENIDO 1. INTRODUCCION Y ANTECENDENTE ANTECENDENTESS 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3. ENFOQUE DE SOLUCION 3.1. FUNDAMENTO TEORICO 3.2. DISEÑO DE PROTOTIPO 3.3. PLANO 3.4. ENSAYO EN MAQUETA 4. RESULTADOS 5. CONCLUSIONES

1. ANTECEDENTES •

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El uso de canales escalonados se ha dado por mas de 3000 años atrás, en diferentes culturas. En años recientes se usado esta estructura tanto en canales de conduccion como en presas, como aliviaderos, por ser buen disipador de energia.

Grecia 1,300 A.C.

Miya – jima (Japon), 1650 D.C.

Pedrogao Pedrog ao dam (Portugal), 2006 D.C.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA •

El problema surge por la topografía que posee nuestro territorio (básicamente en la sierra}) y la necesidad de transportar el recurso agua por lugares con pendiente pronunciada, donde ocurre alta erosión.

Yerupajá, Cordillera Huayhuash, Ancash

3. ENFOQUE DE SOLUCION 3.1. FUNDAMENTO TEORICO

Nappe Flow dc Skimming Flow d1 d2

dc

3.1. FUNDAMENTO TEORICO •

Fundamentalmente se cumple la siguiente relacion: dc/h= a - b*(h/l)

Formulas para el diseño •

Caudal Unitario (qw):

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Tirante Critico (dc):

Donde: The Hydraulics Of Stepped Chutes and  Fuente: “ The Qb: Caudal (m3/s) Spillways”, Hubert Chanson b: Ancho de canal (m) g: Aceleracion de la l a gravedad (m/s2)

3.2. DISEÑO DE PROTOTIPO •

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Se selecciona una sección de b = 5.00 cm Nappe Flow Regime: Se tiene la siguiente relacion: Fuente: “ The The Hydraulics Of Stepped Chutes and  Spillways”, Hubert Chanson

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Elegimos “h” y “l”, luego obtenemos los

siguientes cuadros:

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Skimming Flow Regime: Utilizaremos Utilizaremos la siguiente siguiente relacion: Fuente: “ The The Hydraulics Of Stepped Chutes and  Spillways”, Hubert Chanson

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Con los datos anteriores anteriores obtenemos:

3.3. PLANO

ZOOM DEL PLANO

3.4. Ensayo en maqueta •

Para el ensayo ensayo se utilizo los siguientes materiales:  –

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 –

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Bomba sumergible de 880 litros/hora. Maqueta de rápida escalonada en acrilico. acrili co. Manguera. Balde. Canicas.

Para el ensayo mostraremos una foto de un ensayo de la bibliografía para luego comparar con nuestro resultado

MATERIALES UTILIZADOS

Bomba Sumergible (Q=880 l/h)

Maqueta en acrílico debidamente nivelada

NAPPE FLOW REGIME

Fuente: “ The Hydraulics Of Stepped Chutes

NAPPE FLOW (Diseñado, Q=880 l/h, S=80%)

TRANSITION FLOW REGIME

Fuente: “ The Hydraulics Of Stepped Chutes

TRANSITION FLOW (DISEÑADO, Q=1800 l/h, S=80%)

SKIMMING FLOW REGIME

Fuente: “ The Hydraulics Of Stepped Chutes

4. RESULTADOS •

Como se observa en los videos los regímenes se forman en los rangos que se preestablecio:  –

Nappe Flow: Se forma para Q =860 l/h < 1941 l/h

 –

Transition Flow: Se forma para un caudal Q=1800 l/h

5. CONCLUSIONES •

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Como se observa en los resultados los caudales a los cuales se forma los diferentes tipos de regimen de flujo, valida las relaciones de la bibliografia, entonces se puede tomar como buena fuente. Este tipo de solución se puede emplear en lugares donde la topografía es agreste, para evitar que el desarrollo de los canales sea de forma serpenteante, generando generando un beneficio económico. Debido a que es un buen disipador de energía su empleo en presas o reservorios, hace que los aliviaderos se diseñen con menores dimensiones