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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DEICA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVILMECANICA DE FLUIDOS II
MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA
CASO 1, CASO 2 y CASO 3: Diseño
Continuación CASO 1:
Otro procedimiento del caso 1, es utilizando elgrafico de VEN TE CHOW (ver grafico en CD Dr.Rocha Felices).
Se prepara la ecuación de la siguiente forma:
A*R 2/3 = (Q*n) / S1/2
haciendo un artificio se multiplica por 1/b8/3 ambos
A*R 2/3 /b8/3 = (Q*n) / S1/2 * b8/3 (este seria un valornumérico)
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CASO 2: Datos: y, Q, Z, n Incógnita: b (base del canal). Se procede de la misma manera que el caso anterior,
calculando en este caso el valor de “b”, también se puederecurrir al método de tanteos por medio de la curva gasto -tirante.
CURVA TIRANTE - GASTO
Yx
Q (Dato)
CASO 3:
Datos : Q,S,Z,n
Incógnita: b, y
Se puede escoger libremente a criterio del ingenierodiseñador el ancho o el tirante y seguir el
procedimiento de los casos anteriores.
La otra posibilidad es mantener las dos incógnitascuando existen razones principalmente topográficas,en este caso la solución es por el METODO DEMAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA
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MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA Existen muchas secciones transversales que satisfacen las
ecuaciones de velocidad media en movimiento uniforme.
Entendemos que la sección transversal esta en máximaeficiencia hidráulica cuando para una misma área, pendiente ycalidad de las paredes deja pasar un gasto máximo.
Se utiliza para canales revestidos pues minimiza el volumendel revestimiento en un canal.
Partimos de la Relación: m = b / y
Obtenemos: A = (m + Z)*y2
y = P = my + 2y
m = 2
)/( Z m A +)1( 2 z +
))1(( 2 Z Z −+
Se concluye que con cada talud existe una relación “m” dedonde se obtiene una máxima eficiencia hidráulica (M.E.H.)podemos utilizar en forma simplificada los valores siguientes:
Recordemos la sección de típica trapezoidal para ubicarcada elemento en una sección de máxima eficienciahidráulica.
0.2500.3250.3950.4720.6050.2821.2361.562m
432.521.510.50.250Z
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Características Geométricas para la sección de MáximaEficiencia Hidráulica
ESPEJO DE AGUA
( T )
RADIOHIDRAULICO
( R )
PERIMETROMOJADO
( P )
AREA HIDRAULICA
( A )SECCION
212 Z yb P ++=
( )2
12 Z yb
y Zyb R
++
+= ZybT 2+=
212 Z y P +=
212 Z
Zy R
+=
T
yT P
3
8 2+=
D P .2
1θ =
22
2
83
2
yT
yT R
+=
D sen
R
−=
θ
θ 1
4
1
y
AT
2
3=
ZyT 2=
D senT
=
2
θ
( ) y Zyb A +=
Zy A =
Ty A3
2=
( ) 28
1 D sen A θ θ −=
yba *= yb P 2+=
yb yb R 2/* +=
yb yb R 2/* +=
bT =
bT =
CANALES DE SECCIÓN COMPUESTA Esta formado por la suma de dos o mas figuras geométricas, se debe
trabajar la sección dividiéndola en secciones conocidas por medio de líneasimaginarias. Para el calculo del perímetro mojado no debe tomarse encuenta esas líneas imaginarias.
Donde: Q= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + ...............Qn.
Para cada parte de la sección tenemos:
(A*R 2/3 *S1/2) / n = Q Se puede incorporar el concepto de rugosidad compuesta, la cual se
soluciona con la suposición de Horton – Einstein:
n = ( P1 n3/2 +P2 n3/2 + ..........)/ P 2/3 n = rugosidad compuesta P1 , P2 .................. Pn = Perimetro mojado de cada revestimiento n1 , n2 .................. nn = rugosidad de cada revestimiento
P = Perimetro mojado total
{
{ }
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Sección 1
Sección 2
