DATOS: Caudal máximo de diseño Qd= Pendiente del cauce del río Sr= Coeficiente de Manning nr= Factor de fondo Fb= Factor de orilla Fs= Parametro que caracteriza el cauce a= Canal rectangular Caudal medio del río Qmed= Caudal mínimo Qmin= Caudal a derivarse Qderiv= Pendiente del canal de derivación Sc= Coeficiente de Manning de canal nc= Ancho del canal de derivación al inicio Bc= Dos compuertas de regulación Ancho de pilar de separación entre compuertas de regulación Bp= Tres ventanas de captación Altura del cauce del río a la cresta de la ventana de captación h"= Coeficiente de descarga tipo Creager c1= Coeficiente de descarga bajo compuerta c2= Las ventanas de captación llevan rejillas Profundidad en el sector de la compureta despedradora h'= Talud de salida de la poza de disipación z= Tres compuertas despedradoras 2 Una compuerta desgravadora 1.5 Pilares de separacion de compuertas Bp1= Vertedero lateral, coeficiente de descarga cd= Longitud de transicion Lt= Cota de inicio del canal Cic= Cota fondo del rio Cfr= 1.- ESTIMADO DEL ANCHO DE ENCAUSAMIENTO DEL RIO. Usaremos las ecuaciones siguientes: BLENCH: DONDE: B= Ancho de encau Q= Caudal maximo B = 29.07 m Fb= Factor de fondo Fs= Factor de orilla ALTUNIN: a= Parametro que S= Pendiente de rio B = 9.92 m PETIT: DISEÑO DE BOCATOMA = 1.81 ∗ ∗ = ∗ 12 15 = 2.45 ∗ 1/2
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Transcript
DATOS:
Caudal máximo de diseño Qd=
Pendiente del cauce del río Sr=
Coeficiente de Manning nr=
Factor de fondo Fb=
Factor de orilla Fs=
Parametro que caracteriza el cauce a=
Canal rectangular
Caudal medio del río Qmed=
Caudal mínimo Qmin=
Caudal a derivarse Qderiv=
Pendiente del canal de derivación Sc=
Coeficiente de Manning de canal nc=
Ancho del canal de derivación al inicio Bc=
Dos compuertas de regulación
Ancho de pilar de separación entre compuertas de regulación Bp=
Tres ventanas de captación
Altura del cauce del río a la cresta de la ventana de captación h"=
Coeficiente de descarga tipo Creager c1=
Coeficiente de descarga bajo compuerta c2=
Las ventanas de captación llevan rejillas
Profundidad en el sector de la compureta despedradora h'=
Talud de salida de la poza de disipación z=
Tres compuertas despedradoras 2
Una compuerta desgravadora 1.5
Pilares de separacion de compuertas Bp1=
Vertedero lateral, coeficiente de descarga cd=
Longitud de transicion Lt=
Cota de inicio del canal Cic=
Cota fondo del rio Cfr=
1.- ESTIMADO DEL ANCHO DE ENCAUSAMIENTO DEL RIO.
Usaremos las ecuaciones siguientes:
BLENCH: DONDE:
B= Ancho de encauzamiento
Q= Caudal maximo de diseño
B = 29.07 m Fb= Factor de fondo
Fs= Factor de orilla
ALTUNIN: a= Parametro que caracteriza al cauce
S= Pendiente de rio
B = 9.92 m
PETIT:
DISEÑO DE BOCATOMA
𝐵 = 1.81 ∗𝑄 ∗ 𝐹𝑏𝐹𝑠
𝐵 =𝑎 ∗ 𝑄1 2
𝑆1 5
𝐵 = 2.45 ∗ 𝑄1/2
B = 16.07 m
Nota: Tomar el promedio de los tres valores.
B = 18.00 m
Ancho físico= 15 m
Nota: Este valor se debe comparar con el ancho fisico del rio medido insitu. El ancho minimo debe ser el ancho fisico del rio.
2.- DETERMINACION DEL TIRANTE NORMAL DEL RIO
Se deduce de la ecuación de Manning en combinación con la ecuación de Continuidad
Se reemplaza
DONDE:
B= Ancho de encauzamiento
Q= Caudal maximo de diseño
A= Area de la Sección transversal
Q= 43 m^3/s R= Radio hidráulico
n= 0.05 n= Coeficiente de Manning de río
B= 15 m S= Pendiente de río
S= 0.03 Yn= Tirante normal del río
P= Perímetro mojado
Resolviendo por tanteos:
Ynasum 0.6 0.94 0.9
Qcalc 21.07 43.32 40.42
Nota: Tomar el valor asumido mas próximo.
Yn= 0.94 m
3.- DISEÑO DE LA COMPUERTA DE REGULACION
Se determina el tirante normal de la ecuación modificada
Q= 2 m^3/s
n= 0.015
B= 3.7 m
S= 0.0015
g= 9.81 m/s^2 DONDE:
Resolviendo por tanteos B=
Q=
Y1asum 0.8 0.5 0.43 A=
𝑄 =𝐴 ∗ 𝑅
23 ∗ 𝑆
12
𝑛 𝐴 = 𝐵 ∗ 𝑌𝑛 𝑅 =
𝐴
𝑃=
𝐵 ∗ 𝑌𝑛𝐵 + 2 ∗ 𝑌
𝑄 =1
𝑛∗ (𝐵 ∗ 𝑦𝑛) ∗ (
𝐵 ∗ 𝑦𝑛
2 + 𝐵 ∗ 𝑦𝑛)23 ∗ 𝑆
12
𝑄 =1
𝑛∗ (𝐵 ∗ 𝑦) ∗ (
𝐵 ∗ 𝑦
2 + 𝐵 ∗ 𝑦)23
Qcalc 5.18 2.57 2.04 F=
n=
Nota: Tomar el valor asumido mas próximo. E=
S=
Y1= 0.43 m Hc=
g=
Utilizando la ecuación de cantidad de movimiento Y=
Reemplazando las ecuaciones de Fuerza hidrostática y Bernoulli
Resolviendo por tanteos
Y1 F1 Y2asum F2 ΔF=F2-F1
0.43 0.598 0.45 0.620 0.021
0.43 0.598 0.5 0.683 0.085
0.43 0.598 0.55 0.760 0.162
Nota: Tomar el valor asumido mas próximo.
Y2= 0.45 m
Resolviendo por tanteos
Y2 E1 Y3asum E3 ΔE=E3-E2
0.45 0.524 1.4 1.408 0.884
0.45 0.524 1.5 1.507 0.983
0.45 0.524 1.6 1.606 1.082
Nota: Tomar el valor asumido mas próximo.
Y3= 1.40 m
Perdidas por contracción: 0.249 m
Hc= 1.15 m
B= 3.7 m
Ancho de pilar= 0.5 m
Ancho de canal corregido= 3.2 m
Ancho de compuerta= 1.6 m
Compuertas regulación= 1.5 X 1.5 m
4.- DISTRIBUCION DEL ANCHO DE ENCAUZAMIENTO
𝐹 =𝑄2
𝑔 ∗ 𝐴+ 𝑦 𝐺 ∗ 𝐴 𝐸 =
𝑄2
2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐴2+ y
𝐹1 − 𝐹2 = 𝑄𝜌(𝑣1 − 𝑣2)
Ancho de encauzamiento 15 m
Compuertas regulación 3 m
Ancho del pilar para estas compuertas 0.5 m
Compuertas despedradoras 6 m
Compuertas desgravadoras 1.5 m
Ancho del pilar para estas compuertas 1.8 m
Longitud de transición 4.1 m
Longitud de barraje: L= -1.9 m 100
5.- DISEÑO DE VENTANAS DE CAPTACION
Se considera la ecuación de Bernoulli para el cálculo
DONDE:
h"=
Ancho tentativo: 3 m Q=
h"= 0.9 m B=
Q= 10 m^3/s E=
y2= 1.39 m kc=
B= 3.7 m g=
kc= 0.6 Y=
g= 9.81 m/s^2
E2 Y1asum E1 ΔE=E1-E2
2.272 1 1.922 -0.351
2.260 0.9 1.974 -0.286
2.282 0.8 2.047 -0.234
Ventanas de Captación 3 X 0.8 m
6.- DISEÑO DE LA ALTURA DE LA PANTALLA FRONTAL, MURO DE TRANSICION Y MURO DEL CANAL