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UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO

Alumno : castillo Daz Juan francisco Asignatura: obras hidrulicas Tema : canales Docente: Ing. Daniel Daz

Cadas DefinicinLas cadas o gradas segn Dornnguez, son estructuras utilizadas en aquellos puntos donde es necesario salvar desniveles bruscos en la rasante del canal; permite unir dos tramos de un canal, por medio de un plano vertical, permitiendo que el agua salte libremente y caiga en el tramo de abajo.

El plano vertical es un muro de sostenimiento de tierra capaz de soportar el empuje que estas ocasionan.

La finalidad de una cada es conducir agua desde una elevacin alta hasta una elevacin baja y disipar la energa generada por esta diferencia de niveles. La diferencia de nivel en forma de una cada, se introduce cuando sea necesario de reducir la pendiente de un canal.

La cada vertical se puede utilizar para medir el caudal que viertes obre ella, si se coloca un vertedero calibrado.

Cadas verticales

Las cadas verticales pueden ser de varios tipos y se podra decir que no tienen limitaciones en cuanto al caudal y altura de cada, sin embargo, es recomendable su uso hasta desniveles de 1.0 m y solo cuando la naturaleza del problema as lo exija, se construirn para desniveles mayores a 1.0 m.Existen ciertas limitaciones de orden tcnico, que impiden el uso de una cada vertical.El asentamiento inaceptable del canal en la parte superior de la cada ocasionando por la excavacin para construir la poza de disipacin.Problemas de tubificacin debido a la remocin del material para la construccin de la cada. Al ser la longitud total de la cada vertical menor que la longitud total de una cada inclinada, resulta un gradiente hidrulico ms fuerte, en el caso de la cada vertical, el chorro cae con ms fuerza siendo necesario ventilar el vaco que se forma debajo del chorro de cada

Elementos de una cada vertical

Transicin de entrada: une por medio de un estrechamiento progresivo la seccin del canal superior con la seccin de control.Seccin de control: es la seccin correspondiente al punto donde se inicia la cada, cercano a este punto se presentan las condiciones crticas.Cada en s: la cual es de seccin rectangular y puede ser vertical o inclinada.colchn amortiguador: es de seccin rectangular, siendo su funcin la de absorber la energa cintica del agua al pie de la cada.Transicin de salida: une la poza de disipacin con el canal aguas abajo.

ClasificacinA continuacin presenta una diferenciacin entre los tipos de cadas ms usuales:Cada con poza de disipacin de seccin rectangular, que puede ser.De poza con obstculos para el choqueDe poza con obstculos para el choque - tipo SAFcada vertical con muro de mampostera de piedra y poza rectangular sin obstculoscada vertical con poza de disipacin de seccin trapezoidal

Ejercicio 1 Datos: Desnivel = z = 1 m Caractersticas del canal aguas arriba y aguas abajo

Solucin (procesos y criterios)1.Ancho de la cadaq = 1.33 m3/s x m q = 1.48(0.932)3/2

B = 1.50 m

2) Transicin de entrada T1 = b + 2ZY = 1 + 2 ( 1 )( 0.85) T1 = 2.70 m T2= 1.5 m /2= 25 LTe = 1.30 2.0 m

Calculo de salida se raliza de la misma forma transicin de entrada.Donde :T1= espejo de agua del canal T2= B= ancho de la solera3) Dimensiones de la cada

Cadas verticales sin obstculo Calcular numero de cada :

tirante critico

q = 1.33 m3/s.mq unitario

Calcular los parmetros de la cada vertical, los cuales se muestran en la figura . Estos parmetros, segn Rand (1955), se calculan con un error inferior al 5 %, con las siguientes ecuaciones:YP es la altura que aporta el impulso horizontal necesario para que el chorro de agua marche hacia abajo

Luego determina valor del Angulo.

Calcular la longitud del resalto, se puede calcular con la frmula de Siechin:

Lj= 6.9(Y2-Y1) Lj= 6.9(1.05-0.26) Lj=5.5

Calcular la longitud total del colchn o tanque de amortiguamiento , la cual ser :Lt = Ld + LjLt = 2.7 + 5.5 Lt = 8.2 4) Longitud del tramo de canal rectangular (inmediatamente aguas arriba de la cada)

L=3.5 YcL = 3.5 ( 0.565)L = 1.96 m

5) La ventilacin bajo la lamina vertiente. consiste en calcular el dimetro de los agujeros de ventilacin.

Agujeros de ventilacin cuya capacidad de suministro de aire en de ancho de la cresta.

Debe evitarse que en la cmara de aire se produzca vaco, por que esto produce una succin que puede destruir la estructura por cavitacin, para evitar esto se puede hacer agujeros en las paredes laterales o incrementar en la poza 10 20 cm a ambos lados.

qa = suministro de aire por metro de ancho de cresta y = tirante normal aguas arriba de la cada qw= mxima descarga unitaria sobre la cada

qa = 0.18 m3/s . m qa = qa * B 0.18 x 1.5 Qa = 0.27 m3/s(P/g) = Baja presin permisible debajo de la lmina vertiente, en metros de columna de agua. (Se puede suponer un valor de 0.04 m de columna de agua) .Ke = Coeficiente de perdida de entrada (Usar Ke= 0.5) f = coeficiente de friccin en la ecuacin de Darcy-Weisbach

Asumiendo una longitud de tubera igual a 2 m y un valor f = 0.02 para tuberas de fierro, se tiene:

Reemplazando valores en la Ecuacin .

Resolviendo por tanteos, resulta: D = 0.151 m

A = 0.018 m2