PROBLEMAS PROPUESTOS (CAP. VI – ARTURO ROCHA) 4.Hallar el radio que debe tener la sección semicircular de un canal para transportar 3 m 3/s. La pendiente del canal es 1 en 2 500. Considerar que el coeficiente C de Chezy es 49 /s. Si el canal tuviera forma rectangular, pero el mismo ancho y profundidad total que la sección anterior, ¿Cuál sería el gasto con el mismo valor de C y la misma pendiente?
14. En un canal de 0.80 m de ancho y 0.30 m de tirante fluye petróleo. La pendiente del canal es0,0008. El canal es de fierro galvanizado. La viscosidad del petróleo es m2/s y su pesoespecífico relativo es 0.86. Calcular el gasto.
24. El gasto de canal de alimentación de una central hidroeléctrica es de 60 m3/s. El talud es 1.25. a) Calcular las dimensiones de la sección transversal para un tirante de 2 m y una pendiente de0,0008 (el coeficiente de rugosidad G de Bazin es 0.30). b) Conservando la velocidad del caso anterior ¿Cuáles serían las dimensiones del canal en condiciones de máxima eficiencia hidráulica? ¿Cuál deberá ser la pendiente del canal? c) ¿Cuál sería la sección de máxima eficiencia hidráulica manteniendo una pendiente 0.001. ¿Cuál será la velocidad en este caso? Solución :
•
Datos :
Sustituyendo en :
En la ecuación de Bazin :
En la ecuación de Chezy :
Igualando amabas ecuaciones:
Sustituyendo :
Tabulando: Luego la velocidad seria:
•
Datos :
Sustituyendo en :
Despejando de (2) la base:
Sustituyendo (3) en (1):
Derivando (4) con respecto a y :
Cálculo del área hidráulica:
Igualando (*) en (**)
Calculo del radio hidraúlico
34. Hallar las dimensiones que debe tener un canal trapecial en máxima eficiencia hidráulica parallevar un gasto de 70 m 3/s. La pendiente es de 0.0008 y el talud es de 1.5. El fondo es deconcreto frotachado y los taludes están formados de albañilería de piedra bien terminados. DATOS: nb = 0.014 nT = 0.03
Q = 70 m3/s S = 0.0008
Z = 1.5 b =?
A = (b + zy) y = b*y + 1.5 y2……………………………… (1) P = b + 2y (1 + z2)1/2 P = b + 2y (3.25)1/2…………………………………………… (2)
+ CONDICIÓN DE M.E.H. R = Y/2
y =?
b = 0.605551276y……………… ……… (3)
+ (3) en (1)
+(3) en (2)
A = (0.605551276y) y + 4.211102551y
A=
P
+ CÁLCULO PARA RUGOSIDAD COMPUESTA PERÍMETRO MOJADO
P1 = b
P1 = 0.605551276y ………………………PT = P1 + P2
np = 0.028007
Q= y f(y)
4.3 65.49
Y = 4.4m
4.4 69.64
B = 2.66m
=
44. Un acueducto tiene la forma que se muestraen la figura. S = 0,0005 Q= 800 l/s n = 0,012 Calcular el tirante, la velocidad media correspondiente y determinar cual sería eltirante para las condiciones de gasto máximoy de velocidad máxima.
(CAP. VII – ARTURO ROCHA) 9. Demostrar que en un canal rectangular en condiciones críticas son aplicables, en el sistemamétrico, las siguientes ecuaciones: a) = 3.13 b) = 3.13= 2.56 c) = 0.73 d) = 0.467
e) = 2.14
19. Demostrar que los resultados del ejemplo 7.6 son compatibles con la ecuación 7-60.
-----------------ecuación 7-60
29. Demostrar que a energía constante, para un mismo gasto, hay dos regímenes posibles: río ytorrente. Entre los tirantes respectivos debe cumplirse que:
O bien,
39. Dibujar para un canal rectangular las siguientes curvas: a) E – y para q = 5 m 3/s/m b) F.E.− y para q = 5 m3/s/m c) q − y para E = 4 m Calcular los mínimos o máximos en cada caso. Considerar en el intervalo 0 ≤ y ≤ 2,80 m valores de Δy = 0,50 m.
(CAP. I – PEDRO RUIZ) 16. Los ingenieros civiles con frecuencia encuentran flujo en tuberías donde éstas no estáncomplemente llenas de agua. Por ejemplo esto ocurre en alcantarillas y, por consiguiente, el flujo es la superficie libre. En la figura se muestra una tubería parcialmente llena que transporta 10pies3/s. Sí el n de Manning es 0.015, ¿cuál es la pendiente necesaria para un flujo normal de 50pies 3/s?
26. Calcular el gasto que pasa por una canal principal y el aliviadero de la figura para un flujopermanente uniforme con S o= 0.0009 y d=2.5 m, talud 1:1
36. Un canal debe transportar 6 m 3/s. La inclinación de las paredes (talud) impuesta por lanaturaleza del terreno es 60° con la horizontal. Determinar las dimensiones de la sección transversalcon la condición de obtener máxima eficiencia hidráulica. La pendiente del fondo es 0.003 y elcoeficiente de rugosidad de Kutter se ha considerado de 0.025.
