Memoria Captacion

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  • 7/25/2019 Memoria Captacion

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    MEMORIA TCNICA DEL DISEO DE UNA CAPTACINCONVENCIONAL.

    1. Consideraciones Generales:

    En sistemas de aduccin, las obras de captacin se podran considerar como

    las ms importantes; su fnalidad es derivar parte del caudal de un ro paraproyectos de generacin idrulica, irrigacin, abastecimiento de agua parapoblaciones, entre otros.

    E!isten di"erentes tipos de estructuras de toma; el presente traba#opresenta consideraciones y dise$o de una bocatoma de tipo convencional%ue consiste primordialmente en un a&ud o vertedero %ue cierra el caucenatural del ro provocando embalsamiento del agua para ser captada atrav's de una re#illa lateral.

    (ara el dise$o de la obra de captacin convencional se re%uiere dise$ar lasdi"erentes obras %ue lo componen: re#illa de entrada, desripiador, transicin,a&ud, canal de conduccin, desarenador y obras complementarias para elcontrol de crecidas.

    )a reali&acin del proyecto se bas en relaciones idrulicas empricaspropuestas por di"erentes autores las mismas %ue se sern especifcadascon"orme se e!ponga el dise$o de los di"erentes componentes de la obra.

    *. +bicacin del proyecto:

    El proyecto propuesto ser empla&ado en la margen dereca del rio Calabubicado en la provincia de los os.

    -. atos del o:El Calab es un rio de llanura de anco /02 m y velocidad promedio igual a2.3 m4s.

    Caudal medio 5m 16 m-4sCaudal dedise$o 5d 1* m-4s

    Caudal 7122 57122 832 m-4s

    8. ise$o de la re#illa de entrada:

    8.1atos y Criterios de dise$o:

    8.*ise$o:

    atos impuestos:

    P1=12m

    P2=1.25m

    El anco neto de la re#a para el paso de un caudal de 1*m -4s a sidodeterminado mediante la ecuacin del caudal para vertederos,

    considerando el e"ecto por las dos contracciones laterales de la re#a.

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    Qd=Mo S ( Bneto0.2H)H1.5

    B=13.25m

    El valor del coefciente para el vertedero se a calculado mediante laecuacin de 9onovalov:

    Mo=[0.407+0.045 HH+P1][1+0.285( HH+P

    2)2

    ]2 gMo=1.9

    El coefciente de umergencia se a calculado mediante la e!presin deillamonte:

    S=[1(

    HzH )

    n

    ]0.385

    n=3

    2(ara vertederos rectangulares.

    S=0.48

    El n

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    V aprox a lareja=0.22m /s

    cos=Vro

    Vreja

    )a p'rdida de carga en la re#a se a calculado mediante la relacin de

    9irscmer:

    =!"+# !

    !"=$ ( de )4

    3 sin (%)V

    2

    2g

    # !=c (Vreja2Vaproxreja

    2

    2g )

    El valor del coefciente $ de 9irscmer depende de la seccin transversaldel barrote, para este dise$o se a elegido barrotes con $=1.67 , [email protected]

    >l ser el ngulo =28 , el Au#o es esvia#ado por lo %ue se debeconsiderar el "actor de correccin de la perdida &e=2 . ?CB7>@

    Considerando un ngulo %=90 de inclinacin de la re#a y un coefcientepara perdidas por conversin en la entrada de una transicin c02.-2 [email protected], se obtienen los resultados siguientes.

    !"=1.42 cm# !=1.48cm

    )a p'rdida de carga calculada mediante la relacin descrita previamentedebe ser menor a comparacin de la impuesta inicialmente D1 paragaranti&ar el "uncionamiento de la re#illa.

    )a p'rdida de carga total calculada es igual a =2.90 cm menor a laperdida impuesta por lo %ue se considerara D1012 cm. para el dise$o.

    6. ise$o del desripiador:

    Es importante el dise$o de un desripiador para retener las piedras %ue anpasado los barrotes de la re#a de entrada y %ue no deberan entrar en elcanal de transicin. Es recomendable velocidades ba#as en el desripiadorpara evitar erosiones. El agua pasa al canal mediante un vertederosumergido locali&ado en la pared del desripiador.

    El desripiador debe tener una longitud igual o mayor a la longitud del resaltosumergido %ue puede darse entre la re#a de entrada y el vertedero desalida.

    6.1atos y Criterios:

    e mantendr la carga a la salida del desripiador igual a la impuesta en lare#a 01m

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    Fos imponemos P3=1.1 y P4=0.2 , 2=5cm 3=10cm

    6.*ise$o:

    El vertedero a la salida del desripiador se a dise$ado con las mismasrelaciones utili&adas en el dise$o de la re#illa de entrada:

    Mo=2.02&ono'alo'

    S=0.55Villamonte

    e acuerdo a la ecuacin del vertedero sin considerar contracciones:

    Qd=Mo SB H1.5

    =btenemos el valor de B=11m

    +na ve& conocido el anco / del vertedero de salida del desripiador,calculamos las velocidades de entrada al desripiador tanto para el / neto

    V1 como para el / total V2 as como la velocidad a la salida deldesripiador V3 .

    V1=0.22

    m

    sV

    2=0.3

    m

    sV

    3=1

    m

    s

    )as p'rdidas a la entrada 2 y a la salida 3 del desripiador sedeterminan a partir de la siguiente ecuacin:

    =(i( V1+12V1

    2

    2g )

    2=0.1cm 3=1.75 cm

    >nlisis del resalto idrulico:

    ediante la ecuacin de la energa igualando el punto antes de la re#illa deentrada con el punto en donde se da el resalto, obtenemos H1 contrado delresalto:

    )1=0.093m

    (ara H1 calculado, el n

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    -"=9.75)1(*"11)1.01

    -"=6.98m

    )a longitud del corro es igual a:

    -c!=(2. Vreja

    2

    g )0.5

    .=0.5H+P1

    -c!=0.54m

    Entonces la longitud del desripiador es igual a:

    - desripiador=-"+-c!

    - desripiador=7.52m

    Compuerta de lavado:

    e a dise$ado la compuerta de lavado de acuerdo a la siguientee!presin:

    Q=(' (c/ 2 gH

    onde:

    (c=0.77

    ('=0.95

    /=2.62m2

    V=Q

    /=4.50m/ s

    )a velocidad obtenida es alta; sin embargo considerando %ue el valor delcaudal Q=12m3/s es alto y %ue es una compuerta de lavado, se puede

    aceptar esta velocidad siempre y cuando se tenga un mantenimientoadecuado.

    . ise$o del canal y de la transicin idrulica:

    )a salida del desripiador con la entrada del canal se une mediante unatransicin. El dise$o de transiciones debe reali&arse de manera %ue elcambio de seccin sea de manera gradual con el fn de evitar mayor p'rdidade carga, para esto la obra de transicin no debe presentar ngulos agudosy cambios bruscos de direccin. En este proyecto se consider unatransicin alabeada con curvas suaves.

    .1atos y criterios:

  • 7/25/2019 Memoria Captacion

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    Canal:

    Coefciente de anning para el canal:

    ncanal (concreto )=0.014

    (endiente del canal:S=2.5

    7ransicin:

    (i=0.15 (ara curvas alabeadas.

    H0=1m H=1m

    Como criterio de partida se debe considerar %ue el ngulo m!imo entre ele#e del canal y la alineacin entre la entrada y salida no e!ceda los 12.5 .

    .*ise$o:

    El canal de conduccin propuesto en este proyecto es cementado y abierto.

    e acuerdo a la ecuacin de anning, obtuvimos las siguientes dimensionespara el canal rectangular:

    Q=12m

    3

    s

    B (base )=4.33m

    ! (altura )=1

    m

    *"=0.89 Ilu#o subcrtico de manera %ue se d' Au#o lento y no e!istacorrosin en las paredes del canal.

    V=2.77m / s

    )a velocidad de ingreso al canal de conduccin debe ser lenta con el fn deevitar erosin en sus paredes.

    el dise$o del desripiador el valor obtenido de / a la salida del mismo esigual a la base / a la entrada de la transicin. El valor de la base del canalde conduccin ser el anco fnal de la transicin. e acuerdo a estosvalores, se determin la longitud necesaria para obtener la alineacin de labase de la transicin con ngulo J in"erior a 12.5 como indica el criteriode partida. )as paredes de la transicin son arcos de circun"erencia de radio.

    El valor de se determina de la siguiente manera:

    -

    cos ( )4"

    =- tan

    -

    cos

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    "= -

    4 sincos=27.62m

    )a cota inicial de la superfcie de agua al inicio de la transicin respecto al

    "ondo es igual a:

    P3+H03=2m

    e encontr tambi'n las reas y las velocidades tanto a la entrada como ala salida de la transicin y la p'rdida total considerando un coefciente paraperdidas por conversin ci02.16 ?transicin [email protected]

    )as ecuaciones utili&adas para la determinacin de los valores encontrados"ueron las siguientes:

    !'1=

    V12

    2 g! '2=

    V22

    2g

    # !'=!'2!' 1

    Perdidas totales # .0=1.15 # !'

    (ara establecer el perfl del Au#o "ormado, el "ondo del canal y su seccin, seseleccionaron 11 estaciones cuyos clculos se muestran en la tabla:

    Estacin

    Abscisa (!

    "#$(%a&cial

    ! "' ' V A).*T #

    ).*+ R' S,

    "',("-(%&/0

    S,!1"',

    C(s2%3&i

    /&!C(,/n4/

    !

    2.22 2.22 2.22 2.222.26

    2.KL

    1*.-1

    6.-6

    1.16

    6.-6

    2.K6

    2.21

    2.22 *.22 2.36

    1.22 1.3 2.21 2.21

    2.2

    6

    1.2

    -

    11.

    6

    6.-

    2

    1.1

    8

    8.K

    6

    2.K

    6

    2.2

    1 2.2*

    2.2

    * 1.KL 2.3-

    *.22 -.- 2.2- 2.2*2.2L

    1.13

    12.1

    6.16

    1.1*

    -.K2

    2.K1

    2.2* 2.2-

    2.26 1.K6 2.3*

    -.22 6.26 2.2 2.262.12

    1.82 3.6K

    8.3K

    1.11

    *.3

    2.3-

    2.2* 2.2-

    2.2K 1.K1 2.32

    8.22 .L- 2.12 2.2K2.18

    1.6 L.*

    8.6*

    1.12

    *.11

    2.L

    2.2- 2.28

    2.1- 1.36 2.L

    6.22 3.81 2.1 2.182.1K

    1.K- .*1

    8.28

    1.23

    1.L2

    2.L-

    2.2- 2.26

    2.13 1.LK 2.L2

    .22 12.2K 2.*- 2.*22.*6

    *.*1 6.8*

    -.83

    1.2L

    1.2

    2.L*

    2.28 2.2

    2.*8 1.L1 2.8

    L.22 11.LL 2.*K 2.*62.-2

    *.8- 8.K