Presa derivadora.
Enviado por Ledesma • 21 de Abril de 2018 • 1.204 Palabras (5 Páginas) • 316 Visitas
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en m
q = gasto unitario en m2/s
q = (2300 m^3/s)/(360 m) = 6.39 m2/s
y_c=∛((6.39 m^2/s^2)/(9.81 m/s^2 ))=1.61 m
Área Crítica
Ac = yc*L
Ac = 1.61m*360m = 579.60m2
Velocidad Crítica
Vc = Qd/Ac
Vc =(2300 m^3/s)/(579.60 m^2 )=3.97 m/s
Comprobación por Freud
FR=V_c/√(gy_c )
FR=(3.97 m/s)/√(9.81 m/s^2 *1.61 m)=1
Al ser 1, nuestros cálculos de tirante crítico, área crítica y velocidad crítica son correctos.
Velocidad Teórica Y Velocidad Real
La velocidad teórica y real las necesitaremos para poder calculas el conjugado menor, mayor y normal, para ello necesitaremos la gráfica que se anexara.
La variable Z, será la altura del N.A.M.E., que es 20.17m
H = 2.17m
Velocidad Teórica
V= √(2g(z-H/2))
V= √(2*9.81m/s^2 (20.17m-2.17m/2))=19.35 m/s
Velocidad Real
V_a=C*V
Donde:
Va = velocidad real
C= coeficiente de grafica anexa
V = velocidad teórica
V_a=0.8*19.35 m/s=15.48m/s
Se calcula la velocidad teórica, con los datos de Z y H se observa la grafica, en el eje y están los valores de Z, buscamos el que nos marca nuestros calculos, las curvas son nuestras H, de igual manera buscamos, y en el punto donde se interseccione la curva de H con la de Z, observamos el eje x, y encontramos nuestro coeficiente C.
Ya con el valor de C y la velocidad teórica podemos encontrar la velocidad real.
Tirante Conjugado Menor, Mayor Y Normal
Conjugado Menor
y_1=q/V_a
y_1=(6.39 m^2/s)/(15.48m/s)=0.41 m
Conjugado mayor
y_2=(-y_1)/2+√((y_1^2)/4+(2y_1 〖v_a〗^2)/g)
y_2=(-0.41m)/2+√(〖(0.41m)〗^2/4+(2*0.41m*〖(15.48m/s)〗^2)/(9.81m/s^2 ))=4.28m
Suponemos que el tirante del rio es de 4.28m, y proponemos una altura de bordo P= 1.5m, para amortiguar el salto hidráulico.
Conjugado Normal
y_n=y_2-P
y_n=4.28m-1.5m=2.78m
Con los tirantes conjugados, por conocer el comportamiento del agua, y como se comportara el salto hidráulico, y así poder diseñar los obras siguientes como son el desarenado, la obra de toma, etc.
Diseño Del Tanque Amortiguador (Longitud Del Salto Hidráulico).
l=5(y_2-y_1)
l=5(4.28m-0.41m)=19.35m
Dimensionamiento Y Diseño Del Desarenador
Para esto utilizaremos la ecuación:
V=1/n R_h^((2/3)) s^((1/2))
Al no contar con el perfil topográfico, no se podrá dimensionar el desarenador por relación de áreas entre cortinas, y conocer por norma que la velocidad del desarenador esta entre 0.4 m/s a 0.6 m/s se optara por hacer una matriz con métodos iterativos de Excel, para encontrar las dimensiones y diseño más adecuado.
Se propondrá una base (b), un tirante (d), se calculara el perímetro mojado con la formula P = 2d + b;
El área A= d*b
El radio hidráulica Rh = A/P
El (Rh)2/3
El materia que se utilizara en el desarenador será de concreto el cual tiene una rugosidad (n) de 0.13
Se despeja la pendiente:
Elaboramos la matriz
Recordemos que se utilizara el gasto de diseños de la toma.
Como se puede ver en la matriz, se cumple con la velocidad de 0.4m/s a 0.6 m/s, con el gasto de diseño.
Dimensionar y diseñar la obra de toma, considerando
2 entradas de toma
Para el dimensionamiento de la obra de toma, se utilizara la ecuación
Q_d=C_d √2gH
Donde:
Qd = Gasto de diseño en m3/s de 8.5m³/s
Cd= coeficiente de descarga, de 0.8 al ser la obra de toma rectangular
g= gravedad 9.81 m/s²
H = carga en m
Se utilizara nuevamente una matriz con métodos iterativos para encontrar la H más conveniente, ya que debe cumplir con gasto de 4.25 m³/s por cada toma, una velocidad mínima de 3m/s para evitar desgaste por parte de la fricción del agua a la estructura, entonces, por continuidad se tiene
A=Q_d/V
A=(4.25 m^3/s)/(3.5 m/s)=1.21 m^2
Sabiendo el área, propondremos que las obras de tomas serán circulares, de la fórmula del área del círculo despejamos el diámetro
D=√(4A/π)
D=√(4*1.42 m^2/π)=1.24m
Teniendo el área ya podemos empezar a emplear la matriz para encontrar a carga H, más adecuada que se ajuste a nuestros datos
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