DISEÑO-CAIDA-INCLINADA
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UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS
INTEGRANTES - GRUPO N° 03:COLCHADO UGALÉS GUILLERMOCUEVA MANTILLA VICTORDE LA OLIVA SÁNCHEZ ELIZABETH ROCIOMUÑOS TELLO LELIS
I.- DISEÑO DEL CANAL HUARINGAS
Consideraciones de Diseño
I. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑOMODULO DE RIEGO AREA DOTACION
0.8 0.62 2150 7560 1720
Los canales son conductos en los cuales el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión pues la superficie del líquido esta en contacto con la atmósfera. Al realizar el diseño de un canal, generalmente son dados el caudal que se desea conducir y la gradiente de la que se dispone y que puede variar dentro de ciertos límites, tambien se conoce el coeficiente de rugosidad que dependerá del tipo de revestimiento que se escoje.
a.- Caudal de diseño: De acuerdo a las demandas de agua para el uso requerido, se calculo :
Módulo de Riego (Lts/s/ha)Toma Lateral
Cultivos diversos
Módulo de Riego (Lts/s/ha)Agroexportación Cultivos diversos(ha) Agroexportación(ha)
Cultivos diversos(Lts/s)
SEGUNDO TRABAJO - HIDRÁULICA APLICADA
UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
CAUDAL DE DISEÑO = Qd = 1720 + 4687.2CAUDAL DE DISEÑO = Qd = 6407.2 Lts/s
Qd = 6.407 m3/s
II. PREDIMENSIONAMIENTO Y CÁLCULO DE LA PENDIENTE1 2 3 4
b(plantilla) 0.5 0.6 0.7 0.8
z(concreto) 1 1 1 1
0.828 0.828 0.828 0.828
y=b/m 0.604 0.724 0.845 0.966
R=y/2 0.302 0.362 0.422 0.483
A=1.828*Y^2 0.666 0.959 1.305 1.705
n 0.014 0.014 0.014 0.014
S=(Q*n/(A*R^2/3))^0.5 0.090 0.034 0.015 0.007
V 9.62 6.68 4.91 3.76
S= 0.002
m = 2*((1+z^2)^0.5-z)( máxima eficiencia hidraúlica)
Vmax=2.5 m/s (para evitar levantamiento del
revestimiento)
UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
III. DISEÑO DE LA SECCIÓN DEL CANAL(TEÓRICO)
S= 0.002
Z= 1Q= 6.407 m3/sy= 1.23 mb= 1.02 m
IV. MEDIDAS DEFINITIVAS
UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
b= 1 m
Q= 6.407 m3/s
z= 1
S= 0.002
n= 0.014
y= 1.238 m
A= 2.77 m2
V= 2.31 m/s <2.5m/s OK
UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
BL= 0.312 m >0.30 m
h=BL+Y= 1.55 m
UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS
0.30 m³/s.
I. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑODOTACION
Agroexportación(Lts/s)
4687.2
Los canales son conductos en los cuales el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión pues la superficie del líquido esta en contacto con la atmósfera. Al realizar el diseño de un canal, generalmente son dados el caudal que se desea conducir y la gradiente de la que se dispone y que puede variar dentro de ciertos límites, tambien se
SEGUNDO TRABAJO - HIDRÁULICA APLICADA
UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
Lts/s
5 6
0.9 1
1 1
0.828 0.828
1.086 1.207
0.543 0.604
2.158 2.664
0.014 0.014
0.004 0.002
2.97 2.41
0.002 SECCIÓN ÓPTIMA
UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
UNPRG-FICSA ING. CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS
INTEGRANTES - GRUPO N° 03:
CAUDAL DE DISEÑOQ= 6.4072 m3/s
I. PREDIMENSIONAMOS
Qmax=4.8.D^2
6.4072DD
SECCION DEL OJO
D *
1.1553498749 *
MEDIDAS FINALES
1.3 *
II. CARACTERISTICAS DEL CANAL AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO
DESCRIPCIÓNb= ancho del canal 1Q= caudal 6.407z= talud 1S= pendiente 0.002n= coef. rugosidad 0.014
y1=Y2= 1.238A= area 2.77V= velocidad 2.31BL= 0.312
h=BL+Y= 1.55
DISEÑO DE ALCANTARILLA- HIDRÁULICA APLICADA
V^2/2g= 0.272
III. LONGITUD DE LA TRANSICIÓN:
Lt= D+b
Lt= 2.55
Lt= 2.5
IV . COTA DE LA ALCANTARILLA EN EL PUNTO 2
COTA 1 = 1017.27 mNIVEL DE AGUA1 = 1018.51 m
COTA 2 = NIVEL AGUA1-TIRANTE EN ALCANTARILLACOTA 2 = 1017.20 m
NIVEL DE AGUA2 = 1018.51 m
V. PENDIENTE DE LA ALCANTARILLA PARA MANTENER V=1.25m/s
S= ((V*n)/(R^(2/3)))^2S= 0.001
VI. LONGITUD HORIZONTAL DE LA ALCANTARILLA
L= 21.17COTA3= 1017.177
VII. PÉRDIDAS DE CARGA Y CHEQUEO HIDRAÚLICO
ENTRADA = 0.000SALIDA = 0.000FRICCIÓN = (S*Longitud Alcantarilla)FRICCIÓN = 0.020
PÉRDIDA TOTAL = 0.020
COTA 4 = COTA1-PERDIDA TOTALCOTA 4 = 1017.25
Lo que significara que cualquier cota 4 que sea menor a esta cumplirá hidraulicamente
Elijo que descargue en la cota :
COTA 4 = 1017.20
VIII. COMPROBACION DE LAS TRANSCICIONES POR ESPECIFICACIONES
ENTRADA
32.7665008738 : 1
CASI PLANA: Transición suave y con despreciable pérdidas de carga
SALIA
33.4116138126 : 1
CASI PLANA: Transición suave y con despreciable pérdidas de carga
IX. VERIFICACIÓN DE COBERTURA
3.00 m (PLANO)MAYOR 0.60(mínimo)……OK
X. VERIFICACIÓN FLUJO SUBCRITICO
XI. LONGITUD DE PROTECCIÓN
ENTRADA3D = 4
SALIDA5D = 6.5
ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS
Aseguras velocidades de 1.25 m/s
= 4.8 * D^2BORDE LIBRE : 0.25 m
= (6.407/4.8)^0.5= 1.1553498749 m
SECCION DEL OJO
1.25D
1.4441873436
TIRANTE
MEDIDAS FINALES Q/(1.25*3*1.3)
1.55 Y= 1.31
II. CARACTERISTICAS DEL CANAL AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO
UNIDADESm
m3/s
mm2m/smm
2.3 ≤ Qd ≤ 10.5 m 3/s, corresponde a Alcantarilla de 3 ojos
DISEÑO DE ALCANTARILLA- HIDRÁULICA APLICADA
m
m
m
(Sale del plano)
NIVEL AGUA1-TIRANTE EN ALCANTARILLA
V. PENDIENTE DE LA ALCANTARILLA PARA MANTENER V=1.25m/s
((V*n)/(R^(2/3)))^2
mm
DespreciableDespreciable
(S*Longitud Alcantarilla)m
m
COTA1-PERDIDA TOTAL mm
Lo que significara que cualquier cota 4 que sea menor a esta cumplirá hidraulicamente
Elijo que descargue en la cota :
m
VIII. COMPROBACION DE LAS TRANSCICIONES POR ESPECIFICACIONES
> 4 : 1
CASI PLANA: Transición suave y con despreciable pérdidas de carga
> 4 : 1
CASI PLANA: Transición suave y con despreciable pérdidas de carga
m
m
BORDE LIBRE : 0.25 m
/s, corresponde a Alcantarilla de 3 ojos
ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOSI. CARACTERISTICAS DEL CANAL AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO
b= 1 mQ= 6.407 m3/s PLANTEAMIENTO:z= 1S= 0.002 CAIDA(m)n= 0.014 1.00
y1=Y2= 1.238 mA= 2.77 m2V= 2.31 m/sBL= 0.312 m
h=BL+Y= 1.55 mV^2/2g= 0.272 m
H=y+V^2/2g= 1.510 m
II. ANCHO DE LA CAIDA
q= 3.173 m3/sxm
B= 2.02 m
B= 5.00 m Para un buen comportamiento hidraúlico del colchon
III. TRANSICION DE ENTRADA Y DE SALIDA
Lte= 2.03 m
DISEÑO DE CAÍDA INCLINADA RECTANGULAR
Lte= 3.00 m Para una transición suave
IV. SECCIÓN DE CONTROL(S1)
C1= 1017.168 m
C2'= 1017.162 m
E1= 1018.678 m
E2= C2'+Yc+Vc^2/2g m
Yc= 0.55 m
Vc^2/2g= 0.28 m/s
E2= 1017.989 m
S1= E1-E2 m
S1= 0.69 m
C2= C2'+S1 m
Se hace este levantamiento para obtener un cambio suave hacia la inclinación
C2= 1017.85 m
Se hace este levantamiento para obtener un cambio suave hacia la inclinación
V. CÁLCULO DE Y3 Y Y4Q sección 2 Canal aguas abajo
E2=C2+Yc2+Vc2^2/2gQ(%) Q(m3/s) Yc2(m) Vc2(m/s) Yn(m) Vn(m/s)
100 6.407 0.55 2.33 1.238 2.310 1018.68
75 4.805 0.45 2.11 1.080 2.150 1018.53
50 3.204 0.35 1.85 0.879 1.940 1018.37
25 1.602 0.22 1.46 0.613 1.621 1018.18
QY3/Yc Y3 Y4/Y3 Y4
Q(%) Q(m3/s)
100 6.407 0.370 0.20 5.90 1.18
75 4.805 0.330 0.15 6.50 0.99
50 3.204 0.290 0.10 8.00 0.81
25 1.602 0.243 0.05 11.00 0.55
VI. PROFUNDIDAD DE LA POZA
QCF=E2-(V3^2/2g+Y3) POZA
Q(%) Q(m3/s)
100 6.407 1016.39 -0.218
75 4.805 1016.37 -0.202
50 3.204 1016.21 -0.039
25 1.602 1016.04 0.131
Se escoge una profundidad de poza= 0.2 m
COTA DE FONDO DE POZA= 1015.968 m
VI. LONGITUD DEL COLCHON
L= 3.25 m
L= 3.50 m
VII. DIMENSION DE LOS BLOQUES
VER PLANO DE CAIDAS INCLINADAS
VIII. BORDE LIBRE EN EL COLCHON
= 8.21
BL = 0.6
IX. ALTURA DE LOS MUROS AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO Y EN EL COLCHON
AGUAS ARRIBA
BL= 0.31 m
AGUAS ARRIBA= 1018.718 m
H AGUAS ARRIBA= 1.550 m
H AGUAS ARRIBA= 1.55 m
AGUAS ABAJO
BL= 0.31 m
AGUAS ARRIBA= 1017.718 m
H AGUAS ARRIBA= 1.550 m
H AGUAS ARRIBA= 1.55 m
AGUAS ABAJO
BL= 0.60 m
AGUAS ARRIBA= 1017.748 m
H AGUAS ARRIBA= 1.780 m
H AGUAS ARRIBA= 1.80 m
X. COTA DE LA TRANSICIÓN DE SALIDA
COTA= 1016.168 m
XI. ESPESOR DE LOSA DE COLCHON
e= 0.2 ok
V= 800 Kg/m2
Peso del concreto 960 Kg/m2
Peso del concreto > V
Para un buen comportamiento hidraúlico del colchon
Para una transición suave
E2=C2+Yc2+Vc2^2/2g En=Cn+Yn+Vn2^2/2g F=E2-En F/Yc
1018.68 1017.68 1.00 1.8
1018.53 1017.48 1.05 2.3
1018.37 1017.24 1.13 3.3
1018.18 1016.91 1.26 5.8
ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS
Características del canal
CAUDAL Q= 6.407 m3/s
ANCHO b= 1 m
PENDIENTE s= 0.002TALUD z= 1RUGOSIDAD n= 0.014
TIRANTE Y= 1.238 m
VELOCIDAD V= 2.31 m/s
El gasto a derivar es de las siguientes caracterisiticas
Q= 1.72 m3/s Asumimos una tuberias por lo que
b= 0.65 m el caudal para cada tuberia es
s= 0.002
z= 1 Q para c/u tube.= 1.72 m3/s
n= 0.014
y= 0.7424 m
v= 1.664 m/s
T= 2.1348
Sabemos que la cota del fondo del canal principal en el sitio de toma:
Nf= 1013.5
Ltuberia= 5
1.Asumiendo la velocidad
V= 1.50 m/s
n= 0.014
2.Cálculo del área
A= 1.147 m2
3.-Diametro de la Tubería (D)
D= 1.2083 m
DISEÑO DE TOMA LATERAL DERECHA
V
QA
A
D4
D= 47.571 pul A
D4
4.-Escogemos el diametro efectivo de la tubería
D= 48 pul
D= 1.2192 m
5.-Recálculo del área
A= 1.167 m2
6.-Recálculo de la Velocidad
V= 1.473 m/s
7.-Cálculo de la carga de velocidad en la tubería (hv)
hv= 0.111
8.-Cálculo de la carga total (H)
8.1)Cálculo de las pérdidas de carga
a)Perdida en la entrada(he)
ke= 0.78 por ser tubo entrante
he= 0.0863
b)Perdida en la tubería (hf)
R= 0.3048
S= 0.002
hf= 0.01037
c)Perdida en la salida (hs)
hs= 0.1106
Sumatoria de perdidas= 0.2073
CARGA TOTAL
4
2DA
A
QV
g
vhv
2
2
g
vkehe2
2
4
DR
2
32
R
vns
LSh f
g
vhs
20.1
2
212
2
hg
vH
H= 0.317921
2
2
hg
vH
9.-Cálculo de la Sumergencia en la entrada (Sme)
Sm= 0.2731238484
10.-Cálculo de la sumergencia en la salida (Sms)
Sms= 0.0762
11.-Cálculo de los lados de la caja de entrada
b= 1.5133
12.-Cálculo de la carga de la caja
h= 0.95
13.-Cálculo de cotas
SLAC= 1014.7380
cota A= 1013.7840
cota B= 1013.2457
Cota B'= 1014.4649
Cota C= 1013.1441
SLAL= 1014.4201
0762.078.1 hvSme
0762.0Sms
305.0 Db
32
846.1
Q
h
Cota D= 1013.1247
Cota E= 1013.6777
14.-Cálculo de la longitud de salida
Lmin= 1.524
De acuerdo a Hinds
L= 1.11
Por diametro:
L= 4.88
Escogemos una Longitud igual a : 5.00
15.Cálculo del talud de la transicion de salida
1013.6777
0.55
1013.1247
5.00
Talud= 9.042 Talud conforme
)5.22(2Tg
DTL
DL 4
ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS
DISEÑO DE TOMA LATERAL DERECHA
por ser tubo entrante