ESTRUCTURAS HIDRAULICAS IC-430 DISEÑO HIDRAULICO DE UNA BOCATOMA SUMERGIDA 1. CAUDAL DEL RIO 1.1. CAUDAL MAXIMO, MINIMO, PROMEDIO Y DE DISEÑO Qmax Qmin m 3 S m 3 S Qprm Qd m 3 S m 3 S 1.2. altura maxima, minima, promedia y perimetro mojado Hmax Hmin m m Hprm Pmoj m m 2. CALCULO ANCHO DE ENCAUZAMIENTO SEGUM BLENCH Bb RIO RIO FS FB Brio 1.81 Qmax FB FS Brio 8.732 m 2.1. ancho de encauzamiento asumido Bb round Brio 2 ( ) Bb 8.73 m
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ESTRUCTURAS HIDRAULICAS IC-430 DISEÑO ......2016/06/08 · ESTRUCTURAS HIDRAULICAS IC-430 DISEÑO HIDRAULICO DE UNA BOCATOMA SUMERGIDA 1. CAUDAL DEL RIO 1.1. CAUDAL MAXIMO, MINIMO,
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ESTRUCTURAS HIDRAULICAS IC-430
DISEÑO HIDRAULICO DE UNA BOCATOMA SUMERGIDA
1. CAUDAL DEL RIO
1.1. CAUDAL MAXIMO, MINIMO, PROMEDIO Y DE DISEÑO
Qmax Qmin m3
S
m3
S
Qprm Qd m3
S
m3
S
1.2. altura maxima, minima, promedia y perimetro mojado
Hmax Hmin
m m
Hprm Pmoj
m m
2. CALCULO ANCHO DE ENCAUZAMIENTO SEGUM BLENCH
Bb
RIO
RIO
FS
FB
Brio 1.81 QmaxFB
FS
Brio 8.732 m
2.1. ancho de encauzamiento asumido
Bb round Brio 2( ) Bb 8.73 m
3. DIMENSIONAMIENTO DE LA VENTANA DE CAPTACION
3.1. datos iniciales
y1
Hc
Y1
hn
Y2
z
H'
Y3
hn'
z'
DISRIPIADOR
CANAL
VENTANA DE CAPTACION
m
Hc
m
z
m
y2
m
Hi
m
zi
m
y3
m
3.2. calculo de hn y hni
hn Hc z 0.15 m
hni Hi zi 0.1 m
3.3. altura de agua en el desripiador
Hdesri y2 hn 1.35 m
3.4. coeficiente de coreccion de sumergencia
Sc 1.05 1 0.2hn
y2
z
Hc
1
3
Sc 0.854
3.5. coeficiente m
Mc 0.4070.045Hc
Hc y1
1 0.285Hc
Hc y1
2
2 9.81
Mc 1.897
3.6. calculo del ancho de la ventana de captacion
kc coeficiente adicional por perdida en la ventana de captacion
BcY1
Hc
0,20
bc 1 Given
Qd kc Sc Mc bc Hc
3
2
b1 Find bc( )
b1 3.536
Bc round b1 1( )
Bc 3.5 m
3.7. calculo del ancho total de la ventana de captacion
Separacion entre barrotes Ancho de los barrotes
barr1 barr2
Y1
0,20
Hc
Bt
barr1barr2
Numero de espacios
nesp roundBc
barr10
18
Numero de barrotes
nbarr nesp 1 17
Ancho total de la ventana
Bt Bc barr2 nbarr 5.2 m
3.8. inclinacion de la ventana de captacion con el rio
Area mojada del rio velocidad de entrada en la reja Velocidad del rio
Am Vc m
s Vr
Qprm
Am0.748
m
s
m2
la inclinacion de la ventan de captacion con la direccion del cauce del rio sera:
90 acosVr
Vc
180
48.406 °
4. DIMENSIONAMIENTO DEL DESRIPIADOR
4.1. datos para el calculo
Hc
Y1
hn
Y2
z
H'
Y3
hn'
z'
DISRIPIADOR
CANAL
VENTANA DE CAPTACION
Datos
hni 0.1
Hi 0.2
zi 0.1
y2 1.2
y3 1
4.2. coeficiente de coreccion de sumergencia
Sd 1.05 1 0.2hni
y3
zi
Hi
1
3
Sd 0.85
4.3. coeficiente m
Md 0.4070.045Hi
Hi y2
1 0.285Hi
Hi y2
2
2 9.81 Md 1.842
4.4. calculo del ancho del vertedero del desripiador
Y2
H'
Bd
DESRIPIADOR
CANAL
bd 1 Given
Qd Sd Md bd Hi
3
2 b2 Find bd( )
b2 5.713 Bd round b2 1( )
El ancho del vertedero sera:
Bd 5.7 m
4.5. calculo de la longitud y el ancho del desripiador
DESRIPIADORCANAL DE
TRANSICIONAnd Bc
Ld
Bd
Longitud del disripiador
Ld roundBd Bc
2 tan 12.5
180
1
5 m
Ancho del desripiador
And round Bd Bc 1( ) 9.2 m
4.6. pendiente del fondo del desripiador
Sdes
%
4.7. dimensiones de compuerta de lavado del desripiador
COMPUERTA
DE
LIMPIA
AnchoC
AltoC
Altura de la compuerta
AltoC
m
Ancho de la compuerta
AnchoC
m
Coeficiente de rugosidad del desripiador
Kd
Valores del coeficiente e
et
1 2
1
2
3
4
5
"a/H" "e"
0 0.611
0.1 0.615
0.15 0.618
0.2 ...
Altura del agua en el desripiador
Hdesri 1.35 m 1.4
1.351.037
Velocidad
VdQd
AltoC AnchoC0.533
m
s
Calculo del valor del coeficiente e
ed xAltoC
Hdesri
n rows et( ) 1
ex eti 1 2
x eti 1 1
if
ex eti 2 2
eti 2 2
eti 1 2
eti 2 1
x
eti 2 1
eti 1 1
x et
i 1 1 x et
i 2 1 if
r 1 2 n 1for otherwise
i 1 2 nfor
ex
ed 0.702
Calculo del caudal de salida por la compuerta de limpia del desripiador
Qs Kd ed AltoC AnchoC 2 9.81 HdesriVd
2
2 9.81 ed AltoC
0.949
Comprovacion del caudal de salida
Comprobacion x "Las dimensiones de la compuerta son correctas" Qs Qdif
x "Modificar las dimensiones de la compuerta" otherwise
Comprobacion "Las dimensiones de la compuerta son correctas"
5. DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL DE TRANSICION
5.1. datos para el calculo
Dimencion de la ventana de captacion
Bc 3.5 m
Dimencion de la ventana del desripiador
Bd 5.7 m
5.2. angulo inclinacion y longitud del canal de transicion
DE
SR
IPIA
DO
R
CANAL DE
TRANSICIONCANALBd
Lt
Bcan
Angulo de inclinacion
t
° t
Longitud de la transicion
Lt roundBd Bc
2 tan t
180
1
Lt 5 m
5.3. calculo del ancho del canal de conduccion
De la siguiente figura obtenemos la relacion
Bd
Lt
Bcan
Bd Bcan 2 Lt sin t
180
Tenemos la siguiente expresion
Bcan round Bd 2 Lt sin t
180
1
Bcan 3.5 m
6. DIMENSIONAMIENTO DEL BARRAJE O AZUD
6.1. altura del barraje o azud
Y1
Hc
0.2
0.175H
0.282H
2H5H
1
1.55H
5H
Hazud
0,40
H
X1.85
2 H0.85
Y
La altura del azud sera
Hazud y1 Hc
Hazud 1.1 m
6.2. longitud del barraje o azud
BARRAJE O AZUD
COLCHON DISIPADOR
ESCOLLERA
ESCOLLERA
COMPUERTA
Bc
Bb
Lazud Lcomp
Acol
Aazud
Ancho de la compuerta de limpia
Lcomp
m
Altura de la compuerta de limpia
Acomp Hazud
Acomp 1.1 m
Ancho de la bocatoma
Bb 8.73 m
Longitud del barraje o azud
Lazud Bb Lcomp
Lazud 7.73 m
6.3. altura de agua sobre el azud
Hb
Coeficiente de descarga
Cb m
s
Caudal de descarga
Qb Qprm Qd 2.7 m3
s
Altura de agua sobre el azud
He 1 Given
Lb 9
Qb Cb Lazud He
3
2
Hb round Find He( ) 1( )
Hb 0.3 m
Comprobacion de la altura del agua en el azud
ComprobacionAzud x "La altura de agua es correcta" Hazud Hbif
x "La altura de agua es incorrecta" otherwise
ComprobacionAzud "La altura de agua es correcta"
6.4. ancho del barraje o azud
Hb
Cota aguas arriba
Hazud
Cota aguas abajo
Aazud
Hdif
Ancho tramo 1-3
A13 0.282Hb
3 A13 0.085 m 2
1
Ancho tramo 3-4
X 1 Given
X1.85
2 Hb0.85
Hazud 4
A34 Find X( )
A34 0.881 m
5
Ancho 4-6
6 A46
m
Ancho del azud
Aazud round A13 A34 A46 1( ) 3 m
7. DIMENSIONAMIENTO DEL COLCHON DISIPADOR
7.1. calculo de la velocidad en la seccion 1
Cota aguas arriba
Cota aguas abajo
dn0Hazud
Hb
d1
Acol
d2
0 1 2
r
dn
Cota del terreno aguas arriba Cota del colchon disipador Asumir altura de d1
C0 C1 d1
m.s.n.m. m.s.n.m. m
Altura de agua en el azud Velocidad en la seccion 0
Hb 0.3 m V0Qb
Hb Lazud1.164
m
s
Velocidad en la seccion 1
V1 2 9.81 C0 C1 Hazud Hb d1V0
2
2 9.81 0.1
V02
2 9.81
Calculo de la velocidad en la seccion 1 por iteraciones
Vdat dx d1 dy d1 1.5
i 0
dy dx
Vx 2 9.81 C0 C1 Hazud Hb dxV0
2
2 9.81 0.1
V02
2 9.81
dxQb
VxLazud
i i 1
Vdati 1
Vx Vdati 2
dx
Vdati 3
dx dy
dx dy 0.00001while
titu "V1" "d1" "/d1-dx/"( )
Vdat stack titu Vdat( )
Matriz de resultados de las iteraciones
nd rows Vdat( ) 5 Vdat
"V1"
6.95
7.559
7.564
7.564
"d1"
0.05
0.046
0.046
0.046
"/d1-dx/"
0.45
4.044 103
3.205 105
2.538 107
La velocidad y la altura del agua en la seccion i sera
V1 Vdatnd 1
7.564 D1 Vdatnd 2
0.046 m m
s
7.2. calculo del tirante conjugado en la seccion 2
D2D1
2
D12
42
V12
9.81
D1
1
2
D2 0.711 m
7.3. calculo del valor de r en el colchon disipador