DISEÑO DE CANAL 2
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CALCULO DE TIRANTE NORMAL leyenda: DATOS insertar dato Q= 0.500 m3/2 y= n= 0.014 m3/2 S= 0.001 m/m b= 0.500 m Z= 1.000 resultados tirante normal (y): 0.5200 m area hidraulica (A): 0.5304 m2 espejo de agua (T): 1.5400 m perimetro (p): 1.9708 m radio hidrahulico (R): 0.2691 m velocidad (v): 0.9416 m/s energia especific (E): 0.5653 m-kg/kg numero de frode (F): 0.5122 tipo de flujo: - - SUBCRITICO
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CALCULO DE TIRANTE NORMAL
leyenda: DATOS tiranteinsertar dato Q= 0.500 m3/2 y= 0.52
n= 0.014 m3/2S= 0.001 m/mb= 0.500 mZ= 1.000
resultados
tirante normal (y): 0.5200 marea hidraulica (A): 0.5304 m2espejo de agua (T): 1.5400 mperimetro (p): 1.9708 mradio hidrahulico (R): 0.2691 mvelocidad (v): 0.9416 m/senergia especifica (E): 0.5653 m-kg/kgnumero de frode (F): 0.5122tipo de flujo: -
-SUBCRITICO
f(y)m 0.0108 = 0.0108 m
y f(y)0.4 0.00230.6 0.0259
0.45 0.00450.5 0.0085
0.55 0.0152solucion 0.52 0.0108
buscado
0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.650.001
0.006
0.011
0.016
0.021
0.026f(x) = 0.57031671370336 x² − 0.45463022891189 x + 0.0931359736594559
curva y vs f(y)
y
f(y)
DETERMINACION DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA
0.8284
DATOSQ= 0.5 m3/2Z= 1 m/mn= 0.014 m3/2S= 0.001
RESULTADOS:
tirante (y): 0.5200 mancho de solera (b): 0.4308 marea hidraulica (A): 0.4944 m2espejo de agua (T): 1.4708 mperimetro (p): 1.9016 mradio hidrahulico (R): 0.2600 mvelocidad (v): 0.9201 m/senergia especifica (E): 0.5721 m-kg/kgnumero de frode (F): 0.5067tipo de flujo: -
-SUBCRITICO
)1(2 2 zzy
b
Talud Angulo Máxima MínimaEficiencia Infiltración
Vertical 90°00´ 2.0000 4.0000 1/4 75°58´ 1.5616 3.1231 1/2 63°26´ 1.2361 2.4721 4/7 60°15´ 1.1606 2.3213 3/4 53°08´ 1.0000 2.00001 45°00´ 0.8284 1.6569
1 1/4 38°40´ 0.7016 1.40311 1/2 33°41´ 0.6056 1.2111
2 26°34´ 0.4721 0.94433 18°26´ 0.3246 0.6491
Promedio
3.00002.34231.85411.74101.50001.24261.05230.90830.70820.4868
DETERMINACION DE MINIMA INFILTRACION
1.6569
DATOSQ= 0.5 m3/2Z= 1 m/mn= 0.014 m3/2S= 0.001
RESULTADOS:
tirante (y): 0.5200 mancho de solera (b): 0.8616 marea hidraulica (A): 1.1904 m2espejo de agua (T): 1.9016 mperimetro (p): 2.3324 mradio hidrahulico (R): 0.2600 mvelocidad (v): 0.9201 m/senergia especifica (E): 0.5290 m-kg/kgnumero de frode (F): 0.3713tipo de flujo: NO CUMPLE
NO CUMPLESUBCRITICO
)1(4 2 zzy
b
Talud Angulo Máxima Mínima PromedioEficiencia Infiltración
Vertical 90°00´ 2.0000 4.0000 3.0000 1/4 75°58´ 1.5616 3.1231 2.3423 1/2 63°26´ 1.2361 2.4721 1.8541 4/7 60°15´ 1.1606 2.3213 1.7410 3/4 53°08´ 1.0000 2.0000 1.50001 45°00´ 0.8284 1.6569 1.2426
1 1/4 38°40´ 0.7016 1.4031 1.05231 1/2 33°41´ 0.6056 1.2111 0.9083
2 26°34´ 0.4721 0.9443 0.70823 18°26´ 0.3246 0.6491 0.4868
DISEÑO DE SECCIONES HIDRAULICAS
5.28100597 m3/s
DATOS:caudal (Q)= 0.5000 m3/stirante (Y)= 0.3927 m2talud (Z)= 1.0000 1.2426rugosidad (n)= 0.0110pendiente (S)= 0.0140 m/m
resultados:
ancho de solera (b): 0.4880 marea hidraulica (A): 0.3458 m2espejo de agua (T): 1.2734 mperimetro (p): 1.5987 mradio hidrahulico (R): 0.2163 mvelocidad (v): 3.8762 m/senergia especifica (E): 0.4992 m-kg/kgnumero de frode (F): 2.3747tipo de flujo:
borde libre
c= 1.5= 0.76749593 m
TALUDES APROPIADOS PARA DISTINTOS MATERIALES
promedio MEH-MIH
21
321SAR
nQ
cylibrebode
Ta bla Nº 5 - Va lore s de rugosida d “n” de Ma nning
n Superficie0.01 Mu y lis a, vidrio, plás tico, cobre.
0.011 Concreto m uy lis o.0.013 Madera s uave, m etal, concreto frotachado.0.017 Canales de tierra en buenas condiciones .
0.02 Canales naturales de tierra, libres de vegetación.0.025 Canales naturales con alguna vegetación y piedras es parcidas en el fondo0.035 Canales naturales con abundante vegetación.
0.04 Arro yos de m ontaña con m uchas piedras .
RELACIONES GEOMETRICAS DE LAS SECCIONES MAS FRECUENTES
Tabla Nº 11 -. Borde libre en función del caudalCaudal m3/seg Revestido (cm) Sin revestir (cm)
≤ 0.05 7.5 100.05 – 0.25 10 200.25 – 0.50 20 400.50 – 1.00 25 50
> 1.00 30 60
TALUDES APROPIADOS PARA DISTINTOS MATERIALES
fuente : M inisterio de Agricultura y Alimentación, Boletín Té cnico N- 7 “Cons ideraciones Ge nerales sobre
Canales Trapezoidales” Lima 1978
MATERIALRocaSuelos de turba y detritosArcilla compacta o tierra con recubrimiento de concretoTierra con recubrim iento de piedra o tierra en grandes canalesArcilla firm a o tierra en canales pequeñosTierra arenos a s ueltaGreda arenos a o arcilla poros a
Ta bla Nº 5 - Va lore s de rugosida d “n” de Ma nning
SuperficieMu y lis a, vidrio, plás tico, cobre.Concreto m uy lis o.Madera s uave, m etal, concreto frotachado.Canales de tierra en buenas condiciones .Canales naturales de tierra, libres de vegetación.Canales naturales con alguna vegetación y piedras es parcidas en el fondoCanales naturales con abundante vegetación.Arro yos de m ontaña con m uchas piedras .
RELACIONES GEOMETRICAS DE LAS SECCIONES MAS FRECUENTES
MATERIAL TALUD (h : v)Roca Prácticam ente verticalSuelos de turba y detritos 0.25 : 1Arcilla compacta o tierra con recubrimiento de concreto 0.5 : 1 has ta 1:1Tierra con recubrim iento de piedra o tierra en grandes canales 1:01Arcilla firm a o tierra en canales pequeños 1.5 : 1Tierra arenos a s uelta 2:01Greda arenos a o arcilla poros a 3:01
curva de energia especifica
datos:ancho de solera (b) = 0.5 m tirante critico
talud (z) = 1 0.324caudal (Q) = 0.5 m3/s 0.334
0.344formula usada: 0.354
0.364resultados: 0.374
Emin = 0.493 0.384yc = 0.364 0.394
0.404
GRAFICAx y
0 01 1
0.300 0.340 0.380 0.420 0.460 0.500 0.540 0.5800.300
0.320
0.340
0.360
0.380
0.400
0.420
curva de energia especifica
cuva de energia especifica linia de asintotas
energia especifica
Yc
Emin
y
2
2
2gA
QyE
curva de energia especifica
energia 0.5030.4980.4950.4930.4930.4930.4950.4970.500
GRAFICA
0.300 0.340 0.380 0.420 0.460 0.500 0.540 0.5800.300
0.320
0.340
0.360
0.380
0.400
0.420
curva de energia especifica
cuva de energia especifica linia de asintotas
energia especifica
Yc
Emin
y
curva de Qmax
datos:ancho de solera (b) = 0.5
talud (z) = 1energia especifica = 0.493
formula usada: Q=(19.62*(0.627-Y))^2*(0.50*Y+1*Y^2)
resultados:Qmax = 0.500
yc = 0.364
x01
0.150 0.250 0.350 0.450 0.550 0.650 0.7500.150
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
0.450
Chart Title
curva Qmax linia sintota
GASTOQmax
Yc
Q
TIRAN-TE
curva de Qmax
m tirante critico caudal 0.154 0.260
m-kg/kg 0.184 0.3100.214 0.357
Q=(19.62*(0.627-Y))^2*(0.50*Y+1*Y^2) 0.244 0.4010.274 0.4400.304 0.4710.334 0.4920.364 0.5000.394 0.4910.424 0.456
0.454 0.379
GRAFICA
y01
0.150 0.250 0.350 0.450 0.550 0.650 0.7500.150
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
0.450
Chart Title
curva Qmax linia sintota
GASTOQmax
Yc
Q
TIRAN-TE
E= CTE
GRAFICO DE FUERZA ESPECIFICA
datos: tirante comprobacion
s: 0.001 m/m y= 0.52 0.0108b: 0.5 mz: 1n: 0.014
0.13 mQ: 0.5 m3/2
F= 0.12
NOTA:
YG:
PONER EL DATO DE Y PARA EL TANTEO
EL YG DEPENDE DE LA FIGURA ATRABAJAR
0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
curva de la fuerza especifi ca
GRAFICO DE FUERZA ESPECIFICA
f(y) y f= 0.0108 m
0.1200 0.35220.1700 0.23850.2200 0.18150.2700 0.14960.3200 0.13120.3700 0.12100.4200 0.11620.4700 0.11520.5200 0.11700.5700 0.12110.6200 0.12700.6700 0.13440.7200 0.14320.7700 0.15320.8200 0.16430.8700 0.17630.9200 0.18930.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
curva de la fuerza especifi ca
AFORAMIENTO DE CANAL
1.5 2
30 m
calculo de caudal:
utilizar la siguiente formula
solucion:
CAUDAL= 2.56 m3/s
1 2
A1= A2= m2m2
21
321SAR
nQ 2
1321SR
nV
VAQ
datos de campo:
distancia: 30 m
t lecturat1 20.5t2 20.8t3 20.9t4 20t5 20.3
tiempo: 20.5
velocidad: 1.46 m/s
areas:A1: 1.5 M2A2: 2 M2AREA PROMEDIO: 1.75 M2
datos asumidos:pendiente (s): 0.0001rugosidad (n) 0.011
talud (z): 1
