Calculo de Rapida Final.

1.- Diseño del canal aguas arriba y aguas debajo de la rapida  Canal trapezoidal Tirante canal (y) =  Area Hidraulica (A)= (A)= Espejo de agua (T) = Perimetro mojado (P) = Radio hidraulico (Rh) = Velocidad (V) = Emin =

0.6029 0.8158 1.9559 2.4554 0.3322 0.429 0.6123

Caudal (Q) = n= Talud (Z) = b= S=

0.35 0.025 1 0.75 0.0005

2.- Calculo del ancho de la solera en la rápida y el tirante en la sección de control  b=

=

 

0.428473572



Redondeado trabajamos con Yc =



 

=

 ∗   ∗  b=

0.45

 

m debido a q necesitamos numeros numeros enteros para para el proceso proceso constructivo

0.395

∗ Yc =

redondeando

0.4

m

 

3.- Diseño de la transicion de entrada y salida 

=

=

T1 = T2 = b =

−  .° . . − .

=

1.350

1.9559 0.45

m

 .°

4.- Cálculo hidraulico en el canl de la rápida  4.1 Cálculo de tirantes y distancias  El cálculo de los tirantes se realizara dividiendo los 106 m en diez tramos  cada tramo de 10.6m. Y La pendiente S=0.01889  Se tabularan los valores para valores menores del Yc; y se construira el grafico 4.1 con los datos señalados en la tabla  Q b

y

0.35 0.45

A 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 0.4 0.41 0.42 0.43

P 0.045 0.0495 0.054 0.0585 0.063 0.0675 0.072 0.0765 0.081 0.0855 0.09 0.0945 0.099 0.1035 0.108 0.1125 0.117 0.1215 0.126 0.1305 0.135 0.1395 0.144 0.1485 0.153 0.1575 0.162 0.1665 0.171 0.1755 0.18 0.1845 0.189 0.1935

0.65 0.67 0.69 0.71 0.73 0.75 0.77 0.79 0.81 0.83 0.85 0.87 0.89 0.91 0.93 0.95 0.97 0.99 1.01 1.03 1.05 1.07 1.09 1.11 1.13 1.15 1.17 1.19 1.21 1.23 1.25 1.27 1.29 1.31

L n

R 14.4444 13.5354 12.7778 12.1368 11.5873 11.1111 10.6944 10.3268 10.0000 9.7076 9.4444 9.2063 8.9899 8.7923 8.6111 8.4444 8.2906 8.1481 8.0159 7.8927 7.7778 7.6703 7.5694 7.4747 7.3856 7.3016 7.2222 7.1471 7.0760 7.0085 6.9444 6.8835 6.8254 6.7700

10.60 0.025

V 7.7778 7.0707 6.4815 5.9829 5.5556 5.1852 4.8611 4.5752 4.3210 4.0936 3.8889 3.7037 3.5354 3.3816 3.2407 3.1111 2.9915 2.8807 2.7778 2.6820 2.5926 2.5090 2.4306 2.3569 2.2876 2.2222 2.1605 2.1021 2.0468 1.9943 1.9444 1.8970 1.8519 1.8088

V2/2g 3.0833 2.5482 2.1412 1.8244 1.5731 1.3703 1.2044 1.0669 0.9516 0.8541 0.7708 0.6992 0.6370 0.5828 0.5353 0.4933 0.4561 0.4229 0.3933 0.3666 0.3426 0.3208 0.3011 0.2831 0.2667 0.2517 0.2379 0.2252 0.2135 0.2027 0.1927 0.1834 0.1748 0.1668

   

E 3.1833 2.6582 2.2612 1.9544 1.7131 1.5203 1.3644 1.2369 1.1316 1.0441 0.9708 0.9092 0.8570 0.8128 0.7753 0.7433 0.7161 0.6929 0.6733 0.6566 0.6426 0.6308 0.6211 0.6131 0.6067 0.6017 0.5979 0.5952 0.5935 0.5927 0.5927 0.5934 0.5948 0.5968

Delta Hf 0.0114 0.0103 0.0093 0.0085 0.0078 0.0072 0.0066 0.0062 0.0057 0.0054 0.0050 0.0047 0.0044 0.0042 0.0039 0.0037 0.0035 0.0034 0.0032 0.0030 0.0029 0.0028 0.0026 0.0025 0.0024 0.0023 0.0022 0.0021 0.0020 0.0020 0.0019 0.0018 0.0018 0.0017

Con la grafica y tomando el Yc critico en ella al agregarle Δhf se e intersectando con la curva E+Δhf se obtendra el Y1 y asi sucesivamente los 10 tirantes

APROVECHAMIENTO APROVECHAMIENTO DE RECURSOS HIDRAULICOS IX SEMESTRE

E+ delta Hf   3.1947 2.6684 2.2705 1.9629 1.7209 1.5275 1.3710 1.2430 1.1374 1.0495 0.9758 0.9139 0.8615 0.8170 0.7792 0.7471 0.7196 0.6963 0.6765 0.6597 0.6455 0.6336 0.6237 0.6156 0.6091 0.6040 0.6001 0.5973 0.5956 0.5947 0.5946 0.5952 0.5965 0.5984

Y1 = Y2 = Y3 = Y4 = Y5 = Y6 = Y7 = Y8 = Y9 = Y10 =

0.3603 0.2456 0.2234 0.1933 0.1745 0.1598 0.1482 0.1387 0.1309 0.1242

m m m m m m m m m m

V1 = V2 = V3 = V4 = V5 = V6 = V7 = V8 = V9 = V10 =

2.158694915 3.166847629 3.481547797 4.023682244 4.457179242 4.867195105 5.248163143 5.607626372 5.941770648 6.262300948

4.2 Bordo libre .- Se puede obtener la formula empirica 

= . . + . .   B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10

0.614807257 0.615822577 0.616105031 0.616563168 0.616907672 0.617218402 0.617495582 0.617748029 0.617975531 0.618187827

5.- Cálculo de la profundidad elevación) del tanque amortiguador  5.1.- Cálculo de la c urva elevación (trayectoria de la rápida) - tirante.

Y10 = Estación =

0.1242 106

 AREA VELOCIDAD

0.0559 6.2623

V2/2g cota del fondo

1.9988 m 13.4 m

E especifica

2.1230

Elevacion de la linea de energia en la cota 106

15.52299 15.52299782 782 m

Curva N°01 Tabla de valores para trazar la curva elevacion (trayectoria de la rapida) - tirante

Y

A 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19

V

V2/2g

0.0225 0.0270 0.0315 0.0360 0.0405 0.0450 0.0495 0.0540 0.0585 0.0630 0.0675 0.0720 0.0765 0.0810 0.0855

15.5556 12.9630 11.1111 9.7222 8.6420 7.7778 7.0707 6.4815 5.9829 5.5556 5.1852 4.8611 4.5752 4.3210 4.0936

E 12.3331 8.5646 6.2924 4.8176 3.8065 3.0833 2.5482 2.1412 1.8244 1.5731 1.3703 1.2044 1.0669 0.9516 0.8541

12.3831 8.6246 6.3624 4.8976 3.8965 3.1833 2.6582 2.2612 1.9544 1.7131 1.5203 1.3644 1.2369 1.1316 1.0441

Elevacion gradiente energia - E( elevacion trayectoria trayectoria de la rapida) 3.1399 6.8983 9.1606 10.6254 11.6265 12.3397 12.8648 13.2618 13.5686 13.8099 14.0027 14.1586 14.2861 14.3914 14.4789

Con los valores resaltados se contruye la curv a I

5.2 Cálculo de la curva: elevación - tirante conjugado menor  Cálculo de la elevacion de gradiente de energia despues de la rapida  Yn =  Area = velocidad

0.1242 0.0559 6.2623

V2/2g = cota del fondo = E especifica

q= g=

0.7778 9.81

Q= b=

Elevacion de la linea de energia en la cota 106 =

1.9988 12.9 2.122997817 0.35 0.45

13 .2 .2 m

APROVECHAMIENTO APROVECHAMIENTO DE RECURSOS HIDRAULICOS IX SEMESTRE

Y1

Y2

V2

V2^2/2g

E2

0.06 0.07

1.40402 1.29282

0.55396 0.60162

0.01564 0.01845

ELEVACION GRADIENTE ENERGIA E(Elevacion del colchon amortiguador) 1.41966 11.78034 1.31126 11.88874

0.08

1.20227 1.12648 1.06167 0.69162 0.50849 0.39019 0.30602

0.64692 0.69045 0.73260 1.12458 1.52960 1.99332 2.54156

0.02133 0.02430 0.02735 0.06446 0.11925 0.20251 0.32923

1.22360 1.15078 1.08902 0.75607 0.62773 0.59271 0.63526

0.09 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

Con esta tabla y los datos señalados tambien se traza la curva II de la figura 5.1 Luego se interceptara el valor del cruce entre estas dos curvas De donde se optiene lo siguiente 0.0962 Tirante conjugado menor  Y= 12.0884 Elev acion del tanque amortiaguador   e= Y Y2 V2   V2^2/2g E2   0.0962 1.0852 0.7167 0.0262 1.1114

11.97640 12.04922 12.11098 12.44393 12.57227 12.60729 12.56474

e  12.0886

6.- Cálculo de la profundidad del colchón amortiguador   Altura del colchon (H)= (H)= E2 = 1.1114 0.4*E2= 0.4445 E2 + 0.4 E2 = 1.5559 Cota colchon = 13.2 - 1.5559 = Profundidad = 12.9 - 11.6754 =

12.9 - 12.0884 =

0.812

11.6441 1.2559 m

Calculando el ahogamiento =

(E2 + 0.4 E2)-E2 = E2 Finalmante = 1.26 m 7.- Cálculo de la longitud del colchon  Formula de Sieñchin: L= K (Y2-Y1) 4.945 K= 5 Y1= 0.096 Y2= 1.085

0.4

8.- Cálculo de las coordenadas y elevaciones de la trayectoria parabólica 

Y=

−( −( +

∗

∗

Y=

x

(x)2 0.00 0.50 1.00 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 7.29

−(+

Y= 2

1

θ = arctg (2/106) = V= S=

  )  (+ 

0.0189(x) 0.00 0.25 1.00 2.25 9.00 20.25 36.00 56.25 53.14

.∗  ∗  . . ∗ 



(  +  )

- (0 (0.0189*X+0.0556*x2) 3 4 0.00556(x)2 (3)+(4) 0.0000 0.0000 0.0095 0.0014 0.0189 0.0056 0.0284 0.0125 0.0567 0.0500 0.0851 0.1126 0.1134 0.2002 0.1418 0.3128 0.1378 0.2955

Figura 4.1

1.081 6.262 0.0189

5

6 Elevacion 0.0000 13.4 -0.0108 13.3892 -0.0245 13.3755 -0.0409 13.3591 -0.1067 13.2933 -0.1976 13.2024 -0.3136 13.0864 -0.4545 12.9455 -0.4333 12.9667

Figura 5.1

APROVECHAMIENTO APROVECHAMIENTO DE RECURSOS HIDRAULICOS IX SEMESTRE