PROBLEMAS de Canales Abiertos 1

PROBLEMAS: 1.- Dado un canal trapecial con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1.5:1, una pendiente longitudinal So = 0.0016 y un coeficiente de rugosidad de n = 0.013, calcular el gasto si el tirante normal =2.60 m y ¿con que velocidad circula el flujo de agua a través del canal? DATOS: Y = 2.6 m b = 3m So = 0.0016 n = 0.013 M = 1.5:1 SOLUCIÓN: Cálculo del área hidráulica: A = b * y + zy2 m2

A = (3)(2.6) + (1.5)(2.6)2 = 7.8 +10.14 = 17.94

Perímetro mojado: P = b + 2y 1  z 2 reemplazando valores: P = (3.0) + 2 (2.6) 1  1.5 2 = 3. 0 + 5. 2 3.25 = 3 + 9. 3 7 = 12. 3 7 m

A 17 .94 m 2   1.45 m P 12 .37 m AR 2 / 3 S 1 / 2 A partir de la ecuación Q  reemplazando valores, obtenemos: n (17 .94 )(1.45 ) 2 / 3 (0.0016 )1 / 2 Q  70 .7  71m 3 / s 0.013 Q 71 Calculando la Velocidad: v    3.96m / s A 17.94 Radio hidráulico: R 

2.- Un canal rectangular va a llevar un caudal de 75 pies3/s, con una pendiente de 0.1 °/°°; si se le reviste con piedra lisa (n=0.013), ¿Qué dimensiones debe tener si el perímetro mojado debe ser mínimo? SOLUCIÓN.

3.- Diseñar la sección normal de un canal principal de sección trapecial para un sistema de una pequeña zona de riego; por las características de los materiales, será revestido de concreto simple que conducirá un gasto de 2.5 m3/s, la pendiente de la rasante del canal es de 0.2°/°°.

SOLUCIÓN: Datos: Q = 2.5 m3/s; S = 0.0002; n = 0.017; z= 1; velocidad máxima = 1 m/s; velocidad mínima = 0.4 m/s, piden determinar y; b principalmente. SOLUCIÓN

Graficando la sección a diseñar, tenemos lo siguiente:

4.- Se desea transportar un caudal de 100 m3/s, por un canal trapecial con una velocidad de 16 m/s, el canal será revestido de concreto (n=0.014) y las paredes tendrán un talud de 0.25:1. Calcular: a) Para la sección de máxima eficiencia hidráulica, el ancho de la plantilla del canal, el tirante normal y la pendiente longitudinal del canal S0 b) Si b = 6 m y con la pendiente calculada en el inciso anterior determine el gasto que puede conducir la nueva sección de máxima eficiencia hidráulica. SOLUCIÓN: