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MEMORIA DE CÁLCULO

DISEÑO HIDRÁULICO DEL DISIPADOR DE PANTALLA

Proyecto : Canal principal

Proyectista : Canal principal Fecha :

Tramo : Canal principal

Progresiva : Canal principal

Descripción : Canal principal

Consideraciones :

-

-

- La disipación se obtiene haciendo chocar el chorro de llegada sobre el deflector vertical.

Datos de diseño :

Caudal de diseño (Q) : 16.20 m3/s

Carga a ser disipada (h) : 8.58 m

Velocidad máxima en la tubería (Vmax) : 2.60 m/s

Además :

(Ø) Diametro de la tubería [ m ]

(A) Área del flujo (tubo lleno) [ m2 ]

(V) Velocidad teoríca [ m/s ] =

(At) Área del flujo (tubo lleno) teórica [ m2 ] =

(d) Profundidad del flujo [ m ] =

(F) Número de Froude =

(W) Ancho del disipador [ m ] =

(g) Aceleracion de la gravedad [ m/s2 ]

(W/d)

Diseño hidráulico :

Con los datos de diseño se tiene que :

El siguiente procedimiento de diseño se basa en estudios de modelos físicos que se resumen en las recomendaciones de la U.S. Bureau Reclamation - "Small Canal Structures" (1978)

Si la tuberia de entrada esta inclinada se debe colocar de manera horizontal con una longitud de al menos 3 veces el diametro de la tuberia, con el fin de dirigir el chorro al deflector.

Relación de ancho sobre profundidad del flujo

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1) V = 12.97 m/s V < 15.24 m/s, Cumple

2) A = 1.25 m2

3) d = 1.12 m

4) F = 3.92

Para el cálculo de la relación W/d se usará la curva presentada en la Fig. 1

Fig. 1 Curva relacion W/d

W/d

Numero de Froude

USBR 1978 - Design of Small Canal Structures

Entonces W/d = 9.00 , con lo que W = 9.00 m

Tabla 1 - Número de figura correspondiente para los diferentes valores de W

W3' - 6" 4' - 6" 5' - 6" 6' - 9" 8' - 0" 9' - 3" 10' - 6" 11' - 9" 13' - 0" 14' - 3"

1.07 m 1.37 m 1.68 m 2.06 m 2.44 m 2.82 m 3.20 m 3.58 m 3.96 m 4.34 m

Figura Nº 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 6.18 6.19 6.20

USBR 1978 - Design of Small Canal Structures

Según esto se usará el diseño del disipador de pantalla correspondiente a la figura Nº

Para el diseño de las dimensiones del disipador de pantalla se puede utilizar las recomendaciones de U.S. Bureau Reclamation - "Small Canal Structures" (1978) - Pág. 311, en la Tabla 1 se presentan los tipos de disipador de pantalla correspondientes para diferentes valores de W.

CENTRAL HIDROELECTRICA CAÑETE III

MEMORIA DE CALCULO

DISEÑO HIDRAULICO DE LA CAMARA DE CARGA

Datos

Caudal (Q) : 20.70 m3/s

Area del canal de conduccion (Ac) : 11.10 m2

Tirante de agua del canal de llegada y : 3.00 m

Pendiente del canal de llegada i : 0.0006 m/m

1. Cálculo del volumen del tanque

Aplicando el criterio según Krochin:

entonces: Vt = K x 4550 m3

Escogemos la constante de capacidad de la siguiente tabla:

Vt (cientos de m3) < 3 4 a 6 7 a 9 10 a 13 14 a 16 > 17

K 2.00 1.80 1.50 1.30 1.00 0.70

con lo que K = 0.70

entonces: Vt = 3,185 m3

2. Cálculo del diametro de la tuberia de presion y la altura mínima de agua sobre esta

i. Cálculo del diametro de la tubería de presión (d)

Considerando:

Número de tuberías de presión = 2 und

Entonces, el diametro de cada tubería se calculará con la siguiente formulá

Con lo que el diametro de la tubería de presión será, d = 1.60 m , y la velocidad

dentro de la tubería será, V = 5.15 m/s

ii. Cálculo de la altura mínima (h) sobre la tubería a presión para una salida frontal

Utilizando la fórmula de OLADE

, entonces h = 3.54 m

Altura minima total sin borde libre = 5.14 m

iii. Cálculo de la altura mínima (h) sobre la tubería a presión para una salida lateral

Utilizando la fórmula de OLADE

, entonces h = 4.71 m

Altura minima total sin borde libre = 6.31 m

giA

QKV

ct

2693.0

5.0543.0 dVh

5.0724.0 dVh

41205.0605629.0 Qd

Se considerará una salida lateral por lo que la altura sin borde libre será H = 6.50 m

2. Cálculo de las dimensiones del tanque

i. Cálculo de la longitud del tanque (L)

Usando la teoría de simple sedimentación y un factor para la reduccion de velocidad, tenemos que:

, K = 1.50

Considerando:

Velocidad de sedimentacion (V) : V = 0.20 m/s

Velocidad de sedimentacion (w) : w = 0.03 m/s

Altura minima total considerando (H) : H = 6.50 m

una salida frontal de la tubería

a presión

L = 65.00 m

ii. Cálculo del ancho del tanque (B)

Considerando que la pendiente del fondo del tanque será del 3%, entonces el ancho del tanque será:

B = 10.80 m

Con lo que se podrá considerar una altura mínima sin borde libre de 5.15 m para una salida frontal y 6.3 m para una salida lateral

w

HVKL

CENTRAL HIDROELECTRICA CAÑETE III

MEMORIA DE CALCULO

DISEÑO HIDRAULICO DE LA CAMARA DE CARGA

Datos

Caudal (Q) : 24.50 m3/s

Area del canal de conduccion (Ac) : 12.48 m2

Tirante de agua del canal de llegada y : 3.20 m

Pendiente del canal de llegada i : 0.0006 m/m

1. Cálculo del volumen del tanque

Aplicando el criterio según Krochin:

entonces: Vt = K x 5650 m3

Escogemos la constante de capacidad de la siguiente tabla:

Vt (cientos de m3) < 3 4 a 6 7 a 9 10 a 13 14 a 16 > 17

K 2.00 1.80 1.50 1.30 1.00 0.70

con lo que K = 0.70

entonces: Vt = 3,955 m3

2. Cálculo del diametro de la tuberia de presion y la altura mínima de agua sobre esta

i. Cálculo del diametro de la tubería de presión (d)

Considerando:

Número de tuberías de presión = 2 und

Entonces, el diametro de cada tubería se calculará con la siguiente formulá

Con lo que el diametro de la tubería de presión será, d = 1.70 m , y la velocidad

dentro de la tubería será, V = 5.40 m/s

ii. Cálculo de la altura mínima (h) sobre la tubería a presión para una salida frontal

Utilizando la fórmula de OLADE

, entonces h = 3.82 m

Altura minima total sin borde libre = 5.52 m

iii. Cálculo de la altura mínima (h) sobre la tubería a presión para una salida lateral

Utilizando la fórmula de OLADE

, entonces h = 5.09 m

Altura minima total sin borde libre = 6.79 m

giA

QKV

ct

2693.0

5.0543.0 dVh

5.0724.0 dVh

41205.0605629.0 Qd

Se considerará una salida lateral por lo que la altura sin borde libre será H = 6.80 m

2. Cálculo de las dimensiones del tanque

i. Cálculo de la longitud del tanque (L)

Usando la teoría de simple sedimentación y un factor para la reduccion de velocidad, tenemos que:

, K = 1.50

Considerando:

Velocidad de sedimentacion (V) : V = 0.20 m/s

Velocidad de sedimentacion (w) : w = 0.03 m/s

Altura minima total considerando (H) : H = 6.80 m

una salida frontal de la tubería

a presión

L = 68.00 m

ii. Cálculo del ancho del tanque (B)

Considerando que la pendiente del fondo del tanque será del 3%, entonces el ancho del tanque será:

B = 12.20 m

Con lo que se podrá considerar una altura mínima sin borde libre de 5.5 m para una salida frontal y 6.8 m para una salida lateral

w

HVKL

CENTRAL HIDROELECTRICA CAÑETE III

MEMORIA DE CALCULO

DISEÑO HIDRAULICO DE LA CAMARA DE CARGA

Datos

Caudal (Q) : 27.30 m3/s

Area del canal de conduccion (Ac) : 13.53 m2

Tirante de agua del canal de llegada y : 3.30 m

Pendiente del canal de llegada i : 0.0006 m/m

1. Cálculo del volumen del tanque

Aplicando el criterio según Krochin:

entonces: Vt = K x 6500 m3

Escogemos la constante de capacidad de la siguiente tabla:

Vt (cientos de m3) < 3 4 a 6 7 a 9 10 a 13 14 a 16 > 17

K 2.00 1.80 1.50 1.30 1.00 0.70

con lo que K = 0.70

entonces: Vt = 4,550 m3

2. Cálculo del diametro de la tuberia de presion y la altura mínima de agua sobre esta

i. Cálculo del diametro de la tubería de presión (d)

Considerando:

Número de tuberías de presión = 2 und

Entonces, el diametro de cada tubería se calculará con la siguiente formulá

Con lo que el diametro de la tubería de presión será, d = 1.80 m , y la velocidad

dentro de la tubería será, V = 5.36 m/s

ii. Cálculo de la altura mínima (h) sobre la tubería a presión para una salida frontal

Utilizando la fórmula de OLADE

, entonces h = 3.91 m

Altura minima total sin borde libre = 5.71 m

iii. Cálculo de la altura mínima (h) sobre la tubería a presión para una salida lateral

Utilizando la fórmula de OLADE

, entonces h = 5.21 m

Altura minima total sin borde libre = 7.01 m

giA

QKV

ct

2693.0

5.0543.0 dVh

5.0724.0 dVh

41205.0605629.0 Qd

Se considerará una salida lateral por lo que la altura sin borde libre será H = 7.00 m

2. Cálculo de las dimensiones del tanque

i. Cálculo de la longitud del tanque (L)

Usando la teoría de simple sedimentación y un factor para la reduccion de velocidad, tenemos que:

, K = 1.50

Considerando:

Velocidad de sedimentacion (V) : V = 0.20 m/s

Velocidad de sedimentacion (w) : w = 0.03 m/s

Altura minima total considerando (H) : H = 7.00 m

una salida frontal de la tubería

a presión

L = 70.00 m

ii. Cálculo del ancho del tanque (B)

Considerando que la pendiente del fondo del tanque será del 3%, entonces el ancho del tanque será:

B = 13.30 m

Con lo que se podrá considerar una altura mínima sin borde libre de 5.7 m para una salida frontal y 7 m para una salida lateral

w

HVKL

CENTRAL HIDROELECTRICA CAÑETE III

MEMORIA DE CALCULO

DISEÑO HIDRAULICO DE LA CAMARA DE CARGA

Datos

Caudal (Q) : 38.30 m3/s

Area del canal de conduccion (Ac) : 20.16 m2

Tirante de agua del canal de llegada y : 4.20 m

Pendiente del canal de llegada i : 0.0004 m/m

1. Cálculo del volumen del tanque

Aplicando el criterio según Krochin:

entonces: Vt = K x 12850 m3

Escogemos la constante de capacidad de la siguiente tabla:

Vt (cientos de m3) < 3 4 a 6 7 a 9 10 a 13 14 a 16 > 17

K 2.00 1.80 1.50 1.30 1.00 0.70

con lo que K = 0.70

entonces: Vt = 8,995 m3

2. Cálculo del diametro de la tuberia de presion y la altura mínima de agua sobre esta

i. Cálculo del diametro de la tubería de presión (d)

Considerando:

Número de tuberías de presión = 2 und

Entonces, el diametro de cada tubería se calculará con la siguiente formulá

Con lo que el diametro de la tubería de presión será, d = 2.05 m , y la velocidad

dentro de la tubería será, V = 5.80 m/s

ii. Cálculo de la altura mínima (h) sobre la tubería a presión para una salida frontal

Utilizando la fórmula de OLADE

, entonces h = 4.51 m

Altura minima total sin borde libre = 6.56 m

iii. Cálculo de la altura mínima (h) sobre la tubería a presión para una salida lateral

Utilizando la fórmula de OLADE

, entonces h = 6.01 m

Altura minima total sin borde libre = 8.06 m

giA

QKV

ct

2693.0

5.0543.0 dVh

5.0724.0 dVh

41205.0605629.0 Qd

Se considerará una salida lateral por lo que la altura sin borde libre será H = 8.10 m

2. Cálculo de las dimensiones del tanque

i. Cálculo de la longitud del tanque (L)

Usando la teoría de simple sedimentación y un factor para la reduccion de velocidad, tenemos que:

, K = 1.50

Considerando:

Velocidad de sedimentacion (V) : V = 0.20 m/s

Velocidad de sedimentacion (w) : w = 0.03 m/s

Altura minima total considerando (H) : H = 8.10 m

una salida frontal de la tubería

a presión

L = 81.00 m

ii. Cálculo del ancho del tanque (B)

Considerando que la pendiente del fondo del tanque será del 3%, entonces el ancho del tanque será:

B = 19.60 m

Con lo que se podrá considerar una altura mínima sin borde libre de 6.55 m para una salida frontal y 8.05 m para una salida lateral

w

HVKL

Nota:

1. Los datos a introducir en las plantillas son "Datos", K, H

2. Si se va a copiar la plantilla en una nueva pestaña se debe primero colocar el alto de las filas igual a 13.25

3. Si se va a imprimir revisar los pies de paginas