1 UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO DE HIDRÁULICA I FACULTAD CIENCIAS Y TECNOLOGIA CARRERA INGENIERIA CIVIL
MATERIA: LABORATORIO
COEFICIENTE DE MANNING
1. INTR INTROD ODUC UCC CION ION
En el año 188! el "n#en"e$o "$lan%&' Ro(e$) Mann"n#! *$e'en)+ *o$ *$",e$a -e. la e/0a/"+n %0$an)e la le/)0$a %e 0n a$)/0lo en 0na $e0n"+n %el In')")0)e o2 C"-" C"-"ll En#" En#"ne nee$ e$'' %e I$la I$lan% n%a3 a3 El a$) a$)/0 /0lo lo 20e 20e *0(l *0(l"/ "/a% a%o o ,4 ,4'' a%el a%elan an)e )e en Transactions ! %el In')")0)o3 La e/0a/"+n en *$"n/"*"o 20e %a%a en 0na 2o$,a /o,*l"/a%a 5 l0e#o '",*l"6/a%a a V = C*R2/3*S1/2! %on%e V e' la -elo/"%a% ,e%"a! C el 2a/)o$ %e $e'"')en/"a al 70o! R el $a%"o 9"%$40l"/o 5 S la *en%"en)e3 E')a 20e ,o%"6/a%a *o')e$"o$,en)e *o$ o)$o' 5 e*$e'a%a en 0n"%a 0n"%a%e' %e' ,&)$"/ ,&)$"/a' a' /o,o /o,o V = (1/n)*R2/3*S1/2 ;'"en%o n el /oe6 /oe6/" /"en en)e )e %e $0#o'"%a% Mann"n#<3 M4' )a$%e! 20e /on-e$)"%a o)$a -e. en 0n"%a%e' "n#le'a'! $e'0l)an%o en V = (1.486/n)*R2/3*S1/23 La e/0a/"+n %e Mann"n# e' el $e'0l)a%o %el *$o/e'o %e 0n a0')e %e /0$-a'! 5 *o$ )an)o e' /o,*le /o,*le)a, )a,en) en)e e e,*$" e,*$"/a /a en '0 na)0$a na)0$ale. le.a3 a3 De("%o De("%o a '0 '",*l '",*l"/" "/"%a% %a% %e 2o$,a 2o$,a 5 a lo' $e'0 $e'0l)a l)a%o' %o' 'a)"'2 'a)"'2a/) a/)o$ o$"o' "o' =0e a$$o a$$oa a *a$a *a$a a*l"/a/"one' *$4/)"/a'! la 2+$,0la Mann"n# 'e 9a 9e/9o la ,4' 0'a%a %e )o%a' la' 2+$,0la' %e 70o 0n"2o$,e *a$a /4l/0lo' %e e'/0$$","en)o e'/0$$","en)o en /anal a("e$)o3
2. OBJE OBJETI TIV VOS. 2.1.
Objetivo Pri Principal.
> 2.2. .2.
O()ene$ O()ene$ el el /oe6/"e /oe6/"en)e n)e %e $0#o' $0#o'"%a% "%a% %e Mann" Mann"n# n# 5 /o,*a$a$ /o,*a$a$lo lo /on /on el /oe6/"en)e %e la' )a(la'
Obj Objetiv tivos Esp Espe ecífic ífico os.
>
Sa(e$ Sa(e$ =0e =0e la $0#o $0#o'"% '"%a% a% %e la la '0*e$6 '0*e$6/"e /"e %e %e 0n $"o $"o "n705 "n705e e ,0/9o ,0/9o en la %e'/a$#a %el /a0%al %e 0n $"o3
3. F!" F!"#$ #$E! E!TO TO TEO TEO%I %I&O &O
El -alo$ %e n e' ,05 -a$"a(le 5 %e*en%e %e 0na /an)"%a% %e 2a/)o$e'3 Al 'ele//"ona$ 0n -alo$ a%e/0a%o %e n *a$a %"2e$en)e' /on%"/"one' %e %"'eño! 0n /ono/","en)o (4'"/o %e e')o' 2a/)o$e' %e(e 'e$ /on'"%e$a%o %e #$an 0)"l"%a%3 3.1 %'(osi)a) )e la s'perficie
? UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO DE HIDRÁULICA I FACULTAD CIENCIAS Y TECNOLOGIA CARRERA INGENIERIA CIVIL
MATERIA: LABORATORIO
Se $e*$e'en)a *o$ el )a,año 5 la 2o$,a %e lo' #$ano' %el ,a)e$"al =0e 2o$,a el *e$,e)$o ,oa%o 5 =0e *$o%0/en 0n e2e/)o $e)a$%an)e 'o($e el 70o3 En #ene$al! lo' #$ano' 6no' $e'0l)an en 0n -alo$ $ela)"-a,en)e (ao %e n 5 lo' #$ano' #$0e'o' %an l0#a$ a 0n -alo$ al)o %e n3 3.1.1 Ve(etaci*n
@0e%e 'e$ -"')a /o,o 0na /la'e %e $0#o'"%a% '0*e$6/"al3 E')e e2e/)o %e*en%e *$"n/"*al,en)e %e la al)0$a! %en'"%a%! %"')$"(0/"+n 5 )"*o %e -e#e)a/"+n! 5 e' ,05 ",*o$)an)e en el %"'eño %e /anale' *e=0eño' %e %$enae! 5a =0e *o$ lo /o,n &')o' no $e/"(en ,an)en","en)o $e#0la$3 3.1.2 Irre('lari)a) )el canal
Se $e6e$e a la' -a$"a/"one' en la' 'e//"one' )$an'-e$'ale' %e lo' /anale'! '0 2o$,a 5 '0 *e$,e)$o ,oa%o a lo la$#o %e '0 ee lon#")0%"nal3 En #ene$al! 0n /a,("o #$a%0al 5 0n"2o$,e en la 'e//"+n )$an'-e$'al o en '0 )a,año 5 2o$,a no *$o%0/e e2e/)o' a*$e/"a(le' en el -alo$ %e n! *e$o /a,("o' a($0*)o' o al)e$a/"one' %e 'e//"one' *e=0eña' 5 #$an%e' $e=0"e$en el 0'o %e 0n -alo$ #$an%e %e n3 3.1.3 #linea+iento )el canal
C0$-a' '0a-e' /on $a%"o' #$an%e' *$o%0/"$4n -alo$e' %e n $ela)"-a,en)e (ao'! en )an)o =0e /0$-a' ($0'/a' /on ,ean%$o' 'e-e$o' "n/$e,en)a$4n el n3 3.1., Se)i+entaci*n - erosi*n
En #ene$al la 'e%",en)a/"+n 5 e$o'"+n a/)"-a! %an -a$"a/"one' al /anal =0e o/a'"onan 0n "n/$e,en)o en el -alo$ %e n3 U$=09a$) ;1< 'eñal+ =0e e' ",*o$)an)e /on'"%e$a$ '" e')o' %o' *$o/e'o' e')4n a/)"-o' 5 '" e' *$o(a(le =0e *e$,ane./an a/)"-o' en el 20)0$o3 3.1. Obstr'cci*n
La *$e'en/"a %e o(')$0//"one' )ale' /o,o )$on/o' %e 4$(ol! %e'9e/9o' %e 70o'! a)a'/a,"en)o'! *0e%en )ene$ 0n ",*a/)o '"#n"6/a)"-o 'o($e el -alo$ %e n3 El #$a%o %e lo' e2e/)o' %e )ale o(')$0//"one' %e*en%en %el n,e$o 5 )a,año %e ella'3 3.2 "eter+inaci*n )el coeficiente )e r'(osi)a) +annin(
A*l"/an%o la 2+$,0la Mann"n#! la ,4' #$an%e %"6/0l)a% $e'"%e en la %e)e$,"na/"+n %el /oe6/"en)e %e $0#o'"%a% n *0e' no 9a5 0n ,&)o%o ea/)o %e 'ele//"ona$ 0n -alo$ n3 @a$a "n#en"e$o' -e)e$ano'! e')o '"#n"6/a
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MATERIA: LABORATORIO
el ee$/"/"o %e 0n *$o20n%o 0"/"o %e "n#en"e$a 5 e*e$"en/"a *a$a no-a)o'! *0e%e 'e$ no ,4' %e 0na a%"-"nan.a! 5 %"2e$en)e' "n%"-"%0o' o()en%$4n $e'0l)a%o' %"2e$en)e'3 @a$a /al/0la$ en)on/e' el /oe6/"en)e %e $0#o'"%a% n 'e %"'*one %e )a(la' ;/o,o la *0(l"/a%a *o$ el U3S De*a$)a,en) o2 A#$"/0l)0$e en 1 C9o! 1< 5 0na 'e$"e %e 2o)o#$a2a' =0e ,0e')$an -alo$e' )*"/o' %el /oe6/"en)e n *a$a 0n %e)e$,"na%o )"*o %e /anal ;Ra,'e$! 1? 5 S/o(e5! 1<3 A*a$)e %e e')a' a50%a'! 'e en/0en)$a en la l")e$a)0$a n0,e$o'a' 2+$,0la' *a$a e*$e'a$ el /oe6/"en)e %e $0#o'"%a% %e Mann"n# en 20n/"+n %el %"4,e)$o %e la' *a$)/0la'! la' /0ale' )"enen la 2o$,a n , D1! %on%e , e' 0n 2a/)o$ %e e'/ala 5 D e' 0n %"4,e)$o /a$a/)e$')"/o %el ,a)e$"al %el le/9o ;D! D! D8K! D< =0e 'on! $e'*e/)"-a,en)e! lo' %"4,e)$o' /o$$e'*on%"en)e' al ! ! 8K 5 %e la /0$-a #$an0lo,&)$"/a %el ,a)e$"al %el le/9o3 O)$o' ,o%elo' )"enen 2o$,a lo#a$),")a 5 e*$e'an n en 20n/"+n %el %"4,e)$o %e la' *a$)/0la' ;D + D8K< 5 %e la' /a$a/)e$')"/a' %el 70o ;$a%"o 9"%$40l"/o! *$o20n%"%a% ,e%"a %el 70o<3 La siguiente tabla muestra valres !el "e#"iente !e rugsi!a! !e $anning tenien! en "uenta las "ara"ter%sti"as !el "au"e&
Ce#"iente !e $anning
C0ne)a' 5 /anale' '"n $e-e')"$ En )"e$$a o$%"na$"a! '0*e$6/"e 0n"2o$,e 5 l"'a
!?>!?
En )"e$$a o$%"na$"a! '0*e$6/"e "$$e#0la$
!?>!
En )"e$$a /on l"#e$a -e#e)a/"+n
!>!K
En )"e$$a /on -e#e)a/"+n e'*e'a
!K>!
K UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO DE HIDRÁULICA I FACULTAD CIENCIAS Y TECNOLOGIA CARRERA INGENIERIA CIVIL
MATERIA: LABORATORIO
En )"e$$a e/a-a%a ,e/4n"/a,en)e
!?8>!
En $o/a! '0*e$6/"e 0n"2o$,e 5 l"'a
!>!
En $o/a! '0*e$6/"e /on a$"')a' e "$$e#0la$"%a%e'
!>!K
C0ne)a' 5 Canale' $e-e')"%o' Ho$,"#+n
!1>!1
Ho$,"#+n $e-e')"%o /on #0n")a
!1>!??
En/a/9a%o
!?>!
@a$e%e' %e 9o$,"#+n! 2on%o %e #$a-a
!1>!?
@a$e%e' en/a/9a%a'! 2on%o %e #$a-a
!?>!
Re-e')","en)o (")0,"no'o
!1>!1
Co$$"en)e' Na)0$ale' L",*"a'! o$"lla' $e/)a'! 2on%o 0n"2o$,e! al)0$a %e l4,"na %e a#0a '06/"en)e
!?>!
L",*"a'! o$"lla' $e/)a'! 2on%o 0n"2o$,e! al)0$a %e l4,"na %e a#0a '06/"en)e! al#o %e -e#e)a/"+n
!>!K
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MATERIA: LABORATORIO
L",*"a'! ,ean%$o'! e,(al'e' 5 $e,ol"no' %e *o/a ",*o$)an/"a
!>!
Len)a'! /on e,(al'e' *$o20n%o' 5 /anale' $a,"6> /a%o'
!>!8
Len)a'! /on e,(al'e' *$o20n%o' 5 /anale' $a,"6> /a%o'! -e#e)a/"+n %en'a
!1>!?1
R0#o'a'! /o$$"en)e' en )e$$eno $o/o'o %e ,on)aña
!>!8
Á$ea' %e "n0n%a/"+n a%5a/en)e' al /anal o$%"na$"o
!>!?1
,. I"E!TIFI&#&IO! "E V#%I#B/ES
La -a$"a(le *a$a e')a *$4/)"/a e' 'n el /oe6/"en)e %e R0#o'"%a% 5 la @en%"en)e3
•
n=
1
Q
2
∗ Rh ∗√ s∗ A 3
Q∗n 2
Rh 3∗ A ¿ ¿ S =¿
. &#/&/OS 0 %ES/T#"OS
Cau!al !el mlinete bteni! en la practica 1 (aforo de corrientes) 1
2
Q= ∗ Rh 3∗√ s∗ A n "ua"in (1)
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MATERIA: LABORATORIO
Con n 3K? ; *$o,e%"o< (n)&
Limpias, meandros, embalses y remolinos de poca importancia = (0,035-0,050)
@a$a el $a%"o 9"%$40l"/o:
Ah =1.062 m 2
Ph : 4.4259 m
Rh=
Ah Ph
Rh=
1.062
3? ,
4.4259
El /a0%al o()en"%o /on el ,ol"ne)e e': Q=0.455879
m 3 s
Re,*la.an%o el -alo$ %e a la e/0a/"+n ;1< o()ene,o' la *en%"en)e! En)on/e' la *en%"en)e e': −3
S =2.44 x 10
Cau!al !el m+t! !el ,ta!r m 3
El /a0%al e' Q =0,7316 s En)on/e' la *en%"en)e −3
S =5.779 x 10
@$o,e%"an%o la' %o' *en%"en)e' )ene,o':
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−3
MATERIA: LABORATORIO
−3
s 1+ s 2 2.44 x 10 + 5.779 x 10 = S= 2 2
−3
S = 4.1095 x 10
In)$o%0/",o' la *en%"en)e en la e/0a/"+n ;1< %e ,ann"n# 5 o()ene,o' el -alo$ %e n: n =0.057 5
. #!#/ISIS "E %ES/T#"OS 0 %E/#&IO!ES .1 #nlisis )e %es'lta)os.
-ara n&
To,an%o en /0en)a el n %e la )a(la /on el n o()en"%o! %e/",o' lo '"#0"en)e3 El ;n< o()en"%o en )a(la' *$o,e%"an%o no' %a 0n -alo$ %e 3K? =0e e' *a$a L",*"a'! ,ean%$o'! e,(al'e' 5 $e,ol"no' %e *o/a ",*o$)an/"a3 El ;n< o()en"%o %e lo' /4l/0lo' )o,an%o en /0en)a lo' /a0%ale' *o$ el ,&)o%o %el ,ol"ne)e 5 7o)a%o$ no' %a 0n -alo$ %e 3 @OR LO TANTO: el /oe6/"en)e n e' /a'" a*$o",a%o al -alo$ ,4",o! %e("%o a =0e 'e 9".o 0'o %e lo' %o' /a0%ale' 5 /on e')o' a' o()ene$ 0n -alo$ ,4' *$e/"'o 5 /e$/ano al n %e la )a(la %e la #0a %el la(o$a)o$"o =0e e')a en)$e ;3 3<3 • •
n -a$a *o$ la $0#o'"%a% %e la '0*e$6/"e %el /anal3 el n =0e o()0-",o' )"ene 0n -alo$ %e n3 5 5&n%ono' a )a(la'! e')e -alo$ e')4 en 0n $an#o %e ;3>38
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MATERIA: LABORATORIO
.2 %elaciones )e variables 2
1
Q= ∗ Rh 3∗√ s∗ A n
Despejando la pendiente tenemos: Q∗n∗ P A
2/ 3
5/ 3
¿ ¿ S =¿
• • • • • • • •
n=
1
Q
A ,a5o$ /a0%al ,a5o$ *en%"en)e A ,eno$ /a0%al ,eno$ *en%"en)e A ,a5o$ *e$,e)$o ,a5o$ *en%"en)e A ,eno$ *e$,e)$o ,eno$ *en%"en)e A ,a5o$ 4$ea ,eno$ *en%"en)e A ,eno$ 4$ea ,a5o$ *en%"en)e S" el /oe6/"en)e n e' ,a5o$ en)on/e' e"')e ,a5o$ *en%"en)e S" el /oe6/"en)e n e' ,eno$ en)on/e' e"')e ,eno$ *en%"en)e
2
∗ Rh ∗ √ s∗ A 3
• • • • • • • •
A ,a5o$ /a0%al! n )"ene ,eno$ -alo$ A ,a5o$ $a%"o 9"%$40l"/o! n )en%$4 ,a5o$ -alo$ A ,a5o$ *en%"en)e! n )en%$4 ,a5o$ -alo$ A ,a5o$ 4$ea! ,a5o$ n A ,eno$ /a0%al! n )en%$4 ,a5o$ -alo$ A ,eno$ $a%"o 9"%$40l"/o! n )en%$4 ,eno$ -alo$ A ,eno$ *en%"en)e! n )en%$4 ,eno$ -alo$ A ,eno$ 4$ea! ,eno$ n
. &oncl'siones • •
El n %e )a(la' -a$a /on el n /al/0la%o3 De a/0e$%o a la '0*e$6/"e %e /a%a $"o! n -a 'e$ %"2e$en)e3
4. %eco+en)aciones •
Se $e/o,"en%a ,e%"$ la *en%"en)e /on "n')$0,en)o' %e ,e%"/"+n %e %e'n"-ele'3
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•
MATERIA: LABORATORIO
Se $e/o,"en%a )ene$ "n')$0,en)o' en (0en e')a%o *a$a =0e la' ,e%"/"one' 'ean ,4' *$e/"'o' 5 lo' /4l/0lo' 'ean ,a' /o9e$en)e'3
5. Biblio(rafia •
•
G0a %e La(o$a)o$"o %e 9"%$40l"/a %e /anale' 9))*:70"%o'3e"a3e%03/o9"%$a0l"/aa$)"/0lo'e'70oen/anale'a2o$a,"en) o/o$$"en)e'a2o$o%e/o$$"en)e'39),l
