Datos y chequeoDATOS Y CHEQUEO DE "z"

DATOS PRELIMINARES :

Ubicacin=1+095,630Caudal: Q=0.12m3/sDesnivel topogrfico: Hc =1.2mAsumiendo: h'=0.168
Miguel Chvez Reyes: Este valor se debe tantear hasta que Z' Zm Z'=1.36800
Miguel Chvez Reyes: Este valor entra en los clculos del Diseo Hidrulicom

Alura de la caida:Desnivel topogrficoHc=1.2m

L=3.65mSs=0.005P=0.15mZ=1.00(Talud al terminar el colchn amortiguador)h=0.169m

Z=1.36900m

Diferencia =-0.00100 m=-0.10000000000001119=-1.000000000000112FALTA

Nota: En el clculo hidrulico se asumen los siguientes parmetros

GeneralCAIDA VERTICALCanal de entradaUbicacin =1+095,630Canal de salidab =0.50mDesnivel topogrfico Hc =1.2mb =0.50mye =0.23mh'= 0.168mys =0.23mT =0.78mCaida Z =Hc + h' =1.368mT =0.78mSe =0.005Q =0.12m3/sSs =0.005

Diseo HidrulicoDISEO HIDRULICO DE LA CAIDA VERTICALI. CARCTERSTICAS DEL CANAL

AGUAS ARRIBAQ=0.12m3/sS=0.005n=0.015Z=0b=0.50mB=0.6mh=0.60my=0.23mT=0.78mBL=0.30m

A=0.12m2

V=1m/s

(Energa en la entrada)

Ee=0.281m(Nmero de Froude en la entrada)

Fe=0.814FLUJO SUBCRITICOAGUAS ABAJOQ=0.12m3/sS=0.005n=0.015Z=0b=0.50mB=0.6mh=0.60my=0.23mT=0.78mBL=0.30m

A=0.12m2

V=1m/s

(Energa en la salida)

Es=0.281m(Nmero de Froude en la salida)

Fs=0.814FLUJO SUBCRITICOII. CRITERIOS DE DISEO1-Se construyen caidas verticales, cuando se necesitan salvar desnivel de 1 m como mximo, soloen caso excepcionales se construyen para desniveles mayores.

2-El SINAMOS recomienda que para caudales unitarios mayores a 0.30 m3/s/m de ancho, siempre sedebe construir caidas inclinadas, adems manifiesta que la ejecucin de estas obras debe limitarse que la ejecucin de estas obras debe limitarse a caidas y caudales pequeos, principalmente en canalessecundarios construidos en mampostera de piedra deonde no se necesita no obras de sostenimiento nidrenaje.

3-Cuando el desnivel es 0.30 m y el caudal 0.30 m3/s*m de ancho de canal, no es necesario poza dedisipacin.

4-El caudal vertiente en el borde superior de la caida se calcula con la frmula para caudal unitario "q":

Siendo el caudal total:

Donde:=0.50Bc=Ancho de la caida

5-La caida vertical se puede medir la cantidad de agua que viene sobre ella si se coloca un vertederocalibrado.

6-Por debajo de la lmina vertiente en la caida se produce un depsito de afua de altura Yp que aporta elimpulso horizontal necesario para que el chorro de agua marche hacia abajo.

7-Rand (1955) citado por ILRI, encontr que la geometra del flujo de agua en un salto vertical, puedecalcularse con un error inferior al 5% por medio de las siguientes ecuaciones:

Donde:(Se le conoce como el NUMERO DE SALTO)

8-Al caer la lmina vertiente extrae una continua cantidad de aire de la cmara, el cual se debe reemplazarpara evitar la cavitacin o resonancias sobre toda la estructura.

9-Para facilitar la aireacin se puede adoptar cualquiera de las soluciones siguientes:a) Contraccin lateral completa con cresta vertiente, disponindose de este modo de espacio lateral para el acceso de aire debajo de la lmina vertiente.

B) Agujeros de ventilacin, cuya capacidd de suministro de aire en m3/s/m de ancho de cresta de la caida, segm ILRI es igual a:

Donde:qa=Suministro de aire por metro de ancho de cresta.qw=Mxima descarga unitariasobre la caidaqw = qy=Tirante normal de aguas arriba de la caida.

Donde:(P/)=Baja presin prermisible debajo de la lmina vertiente, en metros de columna deagua. (Se puede suponer un valor de 0.04 mde columna de agua)Ke=Coeficiente de friccin de entrada. Ke=0.5f=Friccin de la ecuacin de Darcy - Weisbach

L =Longitud de la tubera de ventilacin m.D =Dimetro del agujero de ventilacin, m.Kb=Coeficiente de prdida por curvatura.Kb =1.1Kex=Coeficiente de prdida por salidaKex =1.0Va=Velocidad media del flujo de aire a travs de la tubera de ventilacin.=Aproximadamente1para aire a 20 C830III. CLCULO DE LOS PARMETROS DE LA CAIDA VERTICAL

Altura de caidaZ=1.368mCaudal unitario "q"H=Ee0.281q=0.22m3/s/mAncho de la caida "Bc"Bc=0.55mBc=0.6mTirante crtico(Seccin de control)yc=0.16mAc=Bc*yc=0.096m2Vc=Q/Ac=1.25m/sT=0.6

F=1.00FLUJO CRITICONmero de salto "D"D=0.002Longitud de pie de caida hasta punto de impacto "Ld"Ld=1.1mAltura del depsito agua "yp"yp=0.35mResalto hidrulicoTirante conjugado menor "y1" (tirante supercrtico)

y1=0.05mTirante conjugado mayor "y2" (tirante subcrtico)

y2=0.42mTambin podemos usar:

y2=0.42mTomamos el promedioy2=0.42mLongitud de la seccin rectangular inmediatamen antes de la caida

Li=0.56mTipo de resaltoSegn La Bureau Of Reclamation 3 edicion, pag 4641F1 1.7Resalto ondulado1.7 LIII, por que la disipacin de energa se debefundamentalmente al resalto hidrulico.

Por lo tanto para nuestro caso se tiene:F1=6.28Colchn Tipo III

Longitud de resaltoSegn Sienchin:Lj=1.85mSegn Rand:Lj=2.55mSegn La Bureau Of Reclamation:

F1=6.28Colchn Tipo IIIA=2.6Lj=1.09mTomamos el mximo:Lj=2.55mLj=2.55m(Redondeo con fines de construccin)Longitud de la poza de amortiguamiento (Poza disipadora) "L"L=Ld + LjL=3.65mProfundidad del colchn "P"Seg Villaseoryn = ys =0.23mP=0.22mConsideracin prcticaP=0.07mTomamos el promedioP=0.15mP=0.15m(Redondeo con fines de construccin)NOTA:Por precaucin demos a la salida del colchn damos 1,00 m zampeado seco sobre una capa degravaLongitud total de la caida "LT"

LT=4.21m

IV. VENTILACIN BAJO LA LMINA VERTIENTEConsiste en calcular el dimetro de los agujeros de ventilaciny = ye =0.23mqa=0,1*0.22(0.35/0.23)^1,5qa=0.012m3/s * m

Qa=0.01m3/s (suministro de aire)

AsumiendoL=2.00m(Longitud de tubera)f=0.02(Para tubera de fierro)

Se tiene:-----------------------------(*)

Tambin:Va=0.0127D2V2a=0.000012gD4Luego, reemplazando valores en (*)0.04=10.5 + 0.02*2.00 + 1.1 + 10.0000082830DD4Resolviendo, se tiene:D=0.043290 mm0.04=0.0099 =0.030087

A=0.0015m2Dimetros comerciales: ( '' )1/21234 (m)0.0130.0250.0510.0760.102At (m2)0.000130.000490.002040.004540.00817n3

A' =0.0015 = A'-A =0% =0Entonces, se usar: 31''Estos tubos se colocarn de tal manera que conecten la cmara de aire con el exterior.Clculo de ""Cos()=0.3343665579=70.47V. CLCULO DE ENERGAS Y ALTURAS DE MUROS5.1 En la entrada "Ee"Ee=0.28m5.2 En la seccin de control "Ec"

yc=0.16m

Vc=1.25m/sEc=0.24m5.3 En la seccin antes del resalto "E1"

y1=0.05m

V1=4.00m/sE1=0.87m5.4 En la seccin despus del resalto "E2"

y2=0.42m

V2=0.48m/sE2=0.43m5.5 En la salida "Es"Es=0.28mALTURA DE MUROSAntes de la caida vertical "He"Ee=0.28mHe=0.55m0.5Antes del resalto hidrulico "Hd"Hd=He + ZZ=1.368mHd=1.95m1.92En el resalto hidrulico "Hj"HjE1E1=0.87mHj=1.00mDespus del colchn "Hs"Hs=Hj - PP=0.15mHs=0.85m0.85

VI. DISEO DE LA TRANSICIN DE ENTRADA "LTE"be=0.50mQ=0.12m3/sye=0.23mTe=0.78mBC = TC=0.6m

Donde:e/2=Angulo formado por el alero de la transicin y el eje del canalLE=Longitud de ensanchamiento. Se determina con el monograma de MatheinLewin.Es la longitud de la formacin de remolinos aguas abajo.LTE=Longitud de transicin de entrada.Se tiene que cumplir que LE < LTE para evitar la erosin.ComoTe>TcEnconces:AMORTIGUAMIENTO O CONTRACCION GRADUAL

Mximo angulo que confinan el flujo "e/2"Segn La Bureau Of Reclamation (3 edicion, pg 403)

Donde:

Antes de la transicinFe=0.814Despus de la transicinF'=1.0(Flujo crtico)F=0.907=0.3675

e=20.182e=40.36

Longitud de transicin "LTE"

LTE=0.24mLongitud de ensanchamiento "LE"Es donde terminan los remolinosUsamos el Monograma de Mathein LewinCon:=40.36=1.2

=0.30

LE=0.30cLE=0.18m= LTE - LE =0.06mLE