HIDRAULICA I, EJERCICIOS SOBRE CALCULO DE PROFUNDIDADES NORMALES Y CRITICAS

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10.5. Para el problema 10.4 , ¿ Cuál será el gasto máximo que puede transportar el canal para el diámetro comercial ?

10.6. Determine las dimensiones de un canal rectangular revestido de concreto; con b = 2y, para transportar el gasto del problema 10.5. Para una longitud de 1000 m. determine el ahorro en el revestimiento al usar un canal semicircular en vez de uno rectangular.

10.7. Defina que es la sección óptima de un canal, y cuales son las secciones óptimas de los canales rectangular, trapezoidal y circular.

10.8. Para un canal circular de concreto que transporta un gasto máximo de 7.28 m3 / s. con una pendiente S0 = 0.001, determine el diámetro requerido ( recuerde que el gasto máximo se logra con un tirante y = 0.938D ).

10.9. Un canal trapezoidal revestido de concreto sin terminar, transporta un gasto de 10 m3 / s. , con una pendiente de plantilla S0 = 0.0007 y una pendiente en los taludes de 1 : 1 , determine el ancho de plantilla ( b ) y el tirante ( y ) para una sección óptima.

10.10. Defina que son el tirante crítico ( yc ) y el tirante normal ( yn ) y cuales son sus usos en el diseño de canales.

10.11. Para el canal del problema 10.9, determine cual es el tirante crítico ( yc ) y el número de Froude ( Nf ).

10.12. Considerando el canal del problema 10.8, determine su tirante crítico ( yc ).

10.13. Un canal trapezoidal de 3 m. de ancho, de concreto terminado, con pendiente de plantilla S0 = 0.002, con pendiente de talud 1 : 1, transporta un gasto de 10 m3 / s. Determine los tirantes normal ( yn ) y crítico ( yc ), así como los número de Froude ( Nf ) para estos tirantes.

10.14. Un canal trapezoidal de 3 m. de ancho, revestido de concreto terminado, con pendiente de plantilla S0 = 0.020, con pendiente de talud 1 : 1, transporta un gasto de 10 m3 / s. Determine los tirantes normal ( yn ) y crítico ( yc ), así como los número de Froude ( Nf ) para estos tirantes.

10.15. Determine la sección óptima para un canal de tierra, con talud de 30º, una pendiente 0.001 y un gasto de 20 m3 / s.

10.16. Determine la sección óptima para un canal rectangular de concreto con una pendiente S0 = 0.002 y un gasto de 5 m3 / s.

10.17. Para el canal mostrado en la figura determine el valor del gasto que puede transportar. ( S0 = 0.0004, n = 0.014 ) ****

Sección para control de avenidas

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

2 m.

[pic 7][pic 8]

5 m.

[pic 9]

15 m. 60 m.[pic 10][pic 11]

10.22. Determine el número de Froude ( Nf ) para los problemas 10.19, 10.20 y 10.21.

10.23. La figura muestra una sección transversal de un canal que forma parte del acueducto del río Colorado, el cual es para transportar 45.3 m3 / s. El canal está revestido de concreto, cuya n= 0.014. ¿ Cuál debe ser la pendiente de la plantilla del canal

15.4 m. [pic 12]

[pic 13][pic 14][pic 15][pic 16]

[pic 17][pic 18][pic 19]

1 3.10 m. [pic 20]

5.6 m.[pic 21][pic 22][pic 23]

1.5

6.10 m.

10.24. Si el gasto del problema 10.23 se redujera a la mitad ( 22.65 m3 / s. ), con todos los demás datos, incluyendo la pendiente, son iguales, cual sería la profundidad normal.

10.25. Por un canal rectangular de 2 m. de ancho, fluye agua con un tirante normal de 45 cm. La pendiente del canal es de 0.002 y n = 0.014. Encuentre el gasto en m3 / s.

10.26. ¿Conque tirante normal fluirá el agua en un canal rectangular de 3 m. de ancho, sí n= 0.017, S0 = 0.00085, y Q = 4 m3 / s.?

10.27. La cantidad de agua a ser transportada por un canal excavado en tierra suave ( n = 0.030 ) es de 10.5 m3 / s. Este tiene pendientes de talud de 2 : 1, y el tirante d no debe ser mayor de 1.5 m. ( ver figura ). Si la pendiente es de 0.5 m / Km. , ¿ Cuál debe ser el ancho en el fondo ? ¿ Cómo se compara este con la sección trapezoidal más eficiente ?.

[pic 24][pic 25][pic 26][pic 27]

[pic 28]

B 3.05 m.[pic 29][pic 30]

10.28. En el problema 10.27, si la descarga fuera 5.66 m3 / s. mientras que la velocidad no debe exceder 45.7 m / min. ¿ Cuales deberán ser el ancho en el fondo y la caída en elevación por Km. ? Compare este con el ancho de la sección de máxima eficiencia. ****

10.29. Se tiene un conducto rectangular recubierto de madera ( n = 0.012 ) de pendiente 1 m. por cada 1,000 m. Encuentre el gasto si el ancho es de 1.80 m. y el tirante es de 0.90 m. ¿ Cuál sería la descarga si el ancho fuera 0.90 m. y el tirante 1.80 m. ?.

10.30. ¿ Cuál será el tirante normal para un gasto de agua de 0.25 m3 /s. en un tubo de concreto de 100 cm. de diámetro, con una pendiente de 0.004 ?

10.31. Un canal rectangular de 3.05 m. de ancho transporta un gasto de 5.66 m3 / s. Encuentre el tirante crítico, y la velocidad crítica para este gasto. Encuentre también la pendiente crítica si n = 0.020.

10.32. Un canal trapezoidal con pendientes de talud de 2 : 1 tiene un ancho en el fondo de 3.05 m. y transporta un gasto de 17 m3 / s. Encuentre: la velocidad , profundidad y pendiente crítica.

10.33. Si el canal del problema 10.32 es revestido con ladrillo ( n = 0.015 ), encuentre la pendiente crítica para la descarga dada.

10.34. Se tiene un flujo de agua con una velocidad de 1.2 m / s y con un tirante de 0.60 m en un canal rectangular muy ancho (R = y). ¿ El flujo es subcrítico o supercrítico ?. Encuentre el tirante alterno para la misma descarga y energía específica. El Nf2 = V/g·y en un canal de sección rectangular.

10.35. Se tiene un flujo de agua en un canal rectangular muy ancho (R = y) revestido de concreto ( n = 0.014 ) con una pendiente