CAIDA-VERTICAL-ejercicios

7/17/2019 CAIDA-VERTICAL-ejercicios

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EJEMPLO Nº1 DISEÑO DE UNA CAIDA VERTICAL

Los siguientes datos hidráulicos de un canal en sus tramos superior e inferior, y el

! "#"$ %! "#1&

'! "#(" m P! 1#")$ m

d! "#*" m +! "#1)* m

m! 11 n! "#"1- .concreto/

s! "#""1 v! "#&) m0s

! 1#&" m .desnivel a salvar/

2eterminaci3n de la secci3n de control

"#*"

v! "#&)

g! 4#$1 "#"1&

"#*1&

5e propone una seccion de control rectangular de ancho '!"#("m

El tirante critico en esta seccion se o6tiene de

! "#"$

'! "#(" m

dc! "#(&)

La carga de velocidad en la seccion critica de acuerdo a la e

hvc ! "#1(7

m*0s m(

d1!

hv1!

21 ! se desprecia por ser pe8ue9a

d1 : hv

1 !

m*0s

d1 + hv1 + D1 + += ℎ ℎ

hv1= 2/2

dc= ^2/ ^2 ))( ( ∗ 1/3

ℎ=0.5*dc



;alculo de la velocidad critica

vc ! 1#&77

he ! "#"&-

dc : hvc : he ! "#)*-

"#*1&

por lo tanto necesitamos

;omo el paso de la seccion del canal a la seccion de control se hace sin transiciodecimos del incremento de las cargas de velocidad, entre la seccion de control y

d1 : hv

1 !

=(2*g*hvc)1/2

he= (0.5∗(2−2))/2

+ +d ℎ ℎ>d1+hv1



El tirante critico en esta seccion se o6tiene de

! "#"$

' ! "#*( m

dc ! "#1$&*$*

La carga de velocidad en la seccion critica de acuerdo a la e

hvc ! "#"4(-4(

;alculo de la velocidad critica

vc ! 1#*)4

he !"#"*$4

dc : hvc : he ! "#*17

"#*1&

;omo son iguales se acepta como 6uena la seccion planteada

P ! "#*"

! 1#&"

< ! 1#$" Longitud de la

=n ! "#$17

m*0s

;omo el paso de la seccion del canal a la seccion de control se hace sin transiciodecimos del incremento de las cargas de velocidad, entre la seccion de control y

d1 : hv

1 !

;alculo del colchon hidraulico, para o6tener la longitud del colchon L, se suponecaida es ! 1#&"m, se supone un profundidad P!"#*"m, de acuerdo a esto se tie

dc= ^2/(^2 ))( ∗ 1/3

ℎ=0.5*dc

=(2*g*hvc)1/2

he= (0.5∗(2−2))/2

Xn ∗= 2/ 1/2

Y=P+F



L ! 1#-**$--

La profundidad del colchon se o6tiene con

P ! "#(7(*11

;omo la altura P, es casi igual a la calculada, se acepta la

L=2*Xn

P /6=



desnivel a salvar

cuacion

?+%@;O P%+% ?A@%+



ampliar el ancho '!"#*(m

n de seccion, las perdidas de carga se determinan tomando los cincol canal#



cuacion

caida

n de seccion, las perdidas de carga se determinan tomando los cincol canal#

na profundidad P del mismo# Para este e>emplo en donde la altura dene



profundidad propuesta de P ! "#*"m



EJEMPLO Nº( DISEÑO DE UNA CAIDA VERTICAL (METODO FH

;onsiderar 8ue las secciones son trapeBoidales regilares ta

! 7#1

h ! 1#$*

6 ! *#1

;aracteristicas aguas arri6a y aguas a6a>o

B ! *

5o ! "#""(

' ! *#1

n ! "#"*

PASO 1: Calculo del !"a#e #o"$al %oCerificando 8ue cumpla con las condiciones de lu>o 5u6critico

A"ea:

Pe"!$e"o Mo&ado:

A=∗(!+"∗)

P=!+2∗(#(1+"^2))*



A)

to aguas arri6a como aguas a6a>o



DISEÑO DE UNA CAIDA VERTICAL

Datos:

Desnivel = =1mCaracteristicas del canal aguas arriba y aguas abajo:

Q= 2.00 Q= 2.00

S= 0.001 S= 0.007

n= 0.014 n= 0.014

Z= 1.00 Z= 1.00

b= 1.00 b= 1.00

Y= 0.85 Y= 0.935

A= 1.57 A= 1.81

V= 1.27 m/s V= 1.10

H= 0.85 + 0.082 = 0.932 H= 0.997

S!"C#$:

1%&A$CH D' !A CA#DA:

(%&)*A$S#C#$ D' '$)*ADA:

m3 /s

Z ∆

g

v y H 93.0

)81.9(2

27.185.0

2

22

=+⇒+=

sxm xq 32

3

33.1)932.0(48.1 ==

50.1

33.1

2

=

==

B

q

Q B

21 −=

T T LTe



00.230.1

252

50.1

70.2

85.000.100.200.12

2

1

1

≈=

=

=

=

+=+=

LTe

mT

mT

x x zybT

tg

α



+%&D#,'$C#$'S D' !A CA#DA:

-%&!ongitud del tramo del canal rectangular:(Inmediatamente aguas arriba de la caida)

.%&Ventilacion bajo la lamina vertiente:

(!nsiste en calcular el diametr! de l!s agu"er!s de #entilaci!n)

$umiend! una !ngitud de tuberia igual a 2 m % un #al!r & = 0.02 'ara tuberias de &ierrr! se tiene

m g

qYc

sxmmq

B

Qq

56.0

33.1

50.1

00.2

3

2

3

==

=

==

69.0

18.000.1

.000.130.430.4

)00.1(

33.1

22.0

22.0

27.0

2

3

2

=

=

=

=

=

==

Yp

xYp

hDYp

x x Ld xhxD Ld

g gh

q D

Ld Lj Est Longitud

x D Ld

m L

Y Y L

m x xY

hxDY

mY

x xY

xhxDY

j

j

70.250.5..

.2)18.0(30.4)(30.4

50.5451.5)26.005.1(90.6

)(5

05.118.000.166.1

66.1

26.0

18.000.154.0

54.0

27.027.0

12

27.0

2

27.0

2

1

425.0

1

425.0

1

+=+=

===

≈=−=

−=

==

=

=

=

=

00.296.156.05.3

5.3

≅==

=

x L

Yc L

seg m x xBqQ

segxmmq

y

y

qq

aa

a

p

wa

3

3

5.15.1

27.050.118.0

18.0

)85.0

66.1(

33.11.0

)(

1.0

===

=

==

2

......a

!ex !b L

!ea

+++= ρ ρ



4

2

2

2

2

006.0

2

344.0

4

4

1

2

D g

a

Da

D

xQa

a DQa

g Dw g

a

=

=

=

=

π

π

ρ ρ



*eem'laam!s en la ecua 4.32

*es!l#iend! '!r tante! resulta

D=/%1.1m

,sta area e-ui#alete a'r!imada al area de 3 tub!s 2 de 4 (0.10m) % 1c!l!caran de manera -ue c!necten al camara de aire de la caida c!n el

4

4

1)

04.06.2(3.5533

00.0)0.11.1

00.202.050.0(

830

104.0

D D

D D

+=

++++=

2

2

018.0

4

m #

D #

=

=

π



m/s

m3 /s

m



70.218

18.0

27.0

3

=

=

m

m

20.8

0

32.



de 2 (0.05m) est!s tub!s sees'aci! esteri!r.

)32.4......(



$%$&PL' D$L D$' D,A-L' D$ -A ADA $,AL '

DA' D$L ,A&' D$L P$,FL L'-DAL-n c4n4 de 7eg8 c8nd9ce 9n c49d4 de 3 :3/;< c8n 9n4 8ge;7v 4 4 ve" ;e 7ene 9n4 c84 de 7n7c78 de ?6.50 : 9n4 c84 @n4 de

g= 9.81 m/s2

Q= 3 m3/S

DA' D$L AALCaracteristicas del canal

Aguas arriba Aguas Abajo

b= 2.00 b= 2.00

Z= 2.00 Z= 2.00

n= 0.025 n= 0.025

s= 0.0002 s= 0.00

F',&-LA A -A,

*,A$ ,' *A' D$ 'L$,A $B

*-&$,' D$ ADAP,'F-DDAD*,A$ 1

' - h= 1 :

'L-' ' LA F',&-LA PLA$ADA

!= 2.1?E?1? :

Yc= 0.5E353 :

D= 0.1GE03?

Yc= ^2/ ^2 ))( ( ∗ 1/3=0.65

=(〖 /I_ 〗^3 )= ^2/ I^3 ) (



Y1= 0.2125G :

Y2= 1.0305E :



A-L' ,AF' PA,A $L $%$,'

1000 :<?5.5 :

DAD$C' *F',&-LA $&P,A PA,A A' D$ LA 'L$,A

D$ FL-%'< $B ,AD*,A$ 2

= ?6.5K?5

=(1E.E )/ √(10.11 )+

^(2/5)

J1=0.5? ^0.?25ℎ

J



=1.66 ^0.2ℎ

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