DISEÑO DE BOCATOMA BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 PROYECTO: CONSTRUCCION
DE LA IRRIGACON ACOBAMBA
1,- CARACTERÍSTICAS HDRÁULICAS PARA EL DISEÑO Caudal de captación Q cap = Caudal de máximas avenidas Q máx = Pendiente promedio del río S= Ancho del río b= Coeficiente de Manning: n= periodo de Retorno t=
3.09 13.100 0.025 9.50 0.055 50.00
m3/seg ok m3/seg ok m/m ok m ok CALCULAR CON LAS CARACTERISTICAS QUE TIENES años ok
CALCULO DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DEL RIO (n de Manning)
No= No= N1= N2= N2= N3= N3= N4= N4= N5=
0.02 0.028 8 0 0.00 0.005 5 0.01 0.01 0.01 0.01 1
"==> n= 0.053
2,- ANÁLISIS HIDRÁULICO PARA MAXIMA AVENIDA Datos: Caudal máxima avenida Q máx = 13.100 m3/seg Pendiente del río S= 0.025 % Ancho del río b= 9.50 m Coeficiente de Manning n= 0.055 CONDICIONES CRITICAS: calculo del caudal por unidad de ancho q= 1.379 m3/seg/m calculo del tirante critico Yc= 0.579 m Area critica Ac= 5.498 m2 perimetro critico Pc= 10.657 m radio critico Rc= 0.516 m velocidad critica Vc= 2.383 m/seg pendiente critica Sc= 0.042 m/m energia critica Ec= 0.868 froude F= 1 flujo critico PARA AVENIDA NORMAL: Apartir de la la fórmula de de Manning: Manning: V=1/n*b^(2/3)*S^ V=1/n*b^(2/3)*S^(1/2) (1/2) y Q=V*A Para una sección rectangular de máxima eficiencia se encuentra los datos siguientes:
Q A= P=
A . R
2 / 3
S
1 / 2
n B . yn B + 2 yn
Q
( B . yn ) n
(
yn B
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2 yn
)
2 / 3
S
1 / 2
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 R=
(B . Yn)/(B+2yn) RESOLVIENDO POR TANTEOS 4.557 4.559
Tirante Area Perímetro mojado Radio Hidraúlico Velocidad Número de Froude
Yn=
0.68
"==>ASUMIR Yn" rellenarr con el HICA
Yn = A= Pm = R= V= F=
0.68 6.45 10.86 0.59 2.03 0.79
m m2 m m m/seg flujo subcritico
3.- DISEÑO HIDRÁULICO DE LA ESTRUCTURA DEL BARRAJE FIJO Según el Ing° TSUGUO NOSAKI , una vez establecido un apropiado tirante "y" de agua en el canal de conducción, se ubicará el vertedero del barraje a una elevación sobre el fondo del rio igual a: 3y Cuando el caudal sea muy pequeño Q < 1.0 m3 /seg 2.5y Cuando el caudal sea igual a Q = 1.0 m3 /seg 2.0y Cuando el caudal sea mayor a Q > 10.0 m3 /seg En nuestro caso el caudal de ingreso o entrada es de 0.48 m3/seg., lo cual nos da un tirante de y =1.12m por ser el Q<1m3/seg. el barraje tendra una elevación de 3h. resultando: cuando nuestro caudal de captacion es 3Y P=
2.5Y 2.037
con lo cual se deduce que el valor de P=
2Y 1.6975
1.358
1.358
3.1.- Altura de Carga en la Cresta del Barraje: Q=C*L*Ho^(3/2)
Donde: Q = Caudal máximo C = Coeficiente de descarga L = Longitud del río Ho = Altura de sobre carga máxima sobre la cresta Usando la fórmula de REHBOCK, se puede determinar el coeficiente de descarga asumiendo P y H C´=(3,27+0,4*H/P)*0,55 y realizamos los siguientes aproximaciones: P(m) Ho(m) "asumido" C Q(m3/s) 1.600 0.805 1.909 13.100 13.100 el 1.23 sale de una pequeña iteracion que se hac 1.601 0.810 1.910 13.23 1.602 0.815 1.910 13.35 1.603 0.820 1.911 13.48 1.604 0.825 1.912 13.61 1.605 0.830 1.912 13.73 1.606 0.835 1.913 13.87 1.607 0.840 1.913 13.99 Diseño: 1.608 0.845 1.914 14.12 P= 1.600 m 1.609 0.850 1.915 14.26 C= 1.909 1.610 0.855 1.915 14.38 H= 0.805 m 1.611 0.860 1.916 14.52 De los cálculos anteriores se conoce: Yn = 0.679 P= 1.600 q = Q/L 1.379 V= 0.573
m m m3/seg/m m/seg
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 Para distintos valores de "P" se tiene el siguiente cuadro: P(m) V(m/s) hv(m) Ho=Ho-hv 1.600 0.573 0.017 0.788 2.100 0.475 0.012 0.794 1.500 0.598 0.018 0.787 2.000 0.492 0.012 0.793 2.100 0.475 0.012 0.794 2.500 0.417 0.009 0.796 3.000 0.362 0.007 0.798 3.500 0.320 0.005 0.800 4.000 0.287 0.004 0.801 4.500 0.260 0.003 0.802 5.000 0.238 0.003 0.802 5.500 0.219 0.002 0.803 6.000 0.203 0.002 0.803 De los resultados podemos concluir que cuando se incrementa el valor de "P", "Ho" también aumenta y la velocidad disminuye, el cual genera mayor curva de remanso por consiguiente el costo también será mayor. Para la condición más crítica(compuertas cerradas) se tiene: Y max = P + Ho Y max = 2.405 m
4,- CALCULO DE LA LONGITUD DEL ALIVIADERO Y DE LA COMPUERTA DE LIMPIA
Lc
e
Lb = Lf Lr
Se recomienda que:
Ac = Ab/10 Lc = Lr/11 e = Lc/4
Se tiene:
Lr = Lc = Lc= e = e = Lc/4 Lf = Lr-Lc-e
La longitud fija del aliviadero:
Donde :
9.50 0.86 0.90 0.23 0.25 =>
Ac: Area de la compuerta Ab: Area del aliviadero Lr: Longitud del río (ancho) Lc: Longitud de la compuerta móvil e : Espesor del pilar. m m m colocar ya redondead ps m 0.25 (recomendado) m colocar ya redondead ps Lf = 8.35 m
Corrección de la longitud efectiva: Le=Lf-2*(n1*kp+n2*ka)*He Longitud fija de la cresta Número de pilares Número de estribos Coef. de contracción del pilar (forma del pilar) Coef. de contracción lateral por el muro (forma del estribo Carga de operación Corrección de la longitud del aliviadero : Corrección de la longitud para la limpia : Espesor del pilar
Le = 8.028 Le = 0.578
Lf= n1= n2= kp = ka = He =
8.35 1.00 1.00 0.000 0.20 0.805
m
Lf= Lf= e=
8.00 0.60 0.25
m m m
DISEÑO DEL BARRAJE DE ACUERDO A LAS LONGITUDES RECOMENDABLES
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 El caso más crítico se presenta cuando ocurre la máxima avenida y la compuerta de limpia se encuentra cerrada, entonces el análisis se hará para los siguientes casos: a) CUANDO LA COMPUERTA DE LIMPIA SE ENCUENTRA CERRADA Se tiene los datos: Qmax = 13.10 m3/seg Le = 8.00 m Fundamento: Ho = ? Q=C*Le*K1*K2*K3*K4 Fórmula: El coeficiente de descarga "C" se hace por tanteos tomando las tablas de USBR: 1,- Tomando en cuenta la profundidad de llegada: 2,- Por efecto de cargas diferentes 3,- Por efecto del paramento del talud aguas arriba 4,- Por efecto de interferencia del lavadero de aguas abajo 5,- Efectos de sumergencia:
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P/Ho.....Co = He/Ho=C/Co........K1 K2 (Hd+d)/Ho=(P+Ho)/Ho.......K3 Hd/Ho.........K4
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 Para el problema se hace una serie de tanteos, hasta aproximarnos al Qmax, variando valores de "Ho" P(m) Ho(m) 1.60 0.805 `==> ASUMIR
a.1) tomando en cuenta la profundidad de llegada
a.2) Por efecto de las cargas diferentes
a.3) Por efecto del talud del Paramento
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1
a.4) Por efecto de interferencia aguas abajo
a.5) Por efecto de sumergencia
De los datos calculados se obtiene el siguiente resumen: Con el cual se calcula: 1,- Para: P/Ho = 1.9876 2,- Para: Ho = He 3,- Para talud vertical aguas arriba: 4.- Para: (P+Ho)/Ho = 2.988
Se tiene:
Del gráfico:
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Co = K1 = K2 = K3 =
3.880 1.00 1.00 1.00
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 5,- Para: Hd/Ho = 1.00 Reemplazando valores: El caudal será: Q=,55*C*Le*Ho^1,5
Del gráfico:
K4 = 1.00 C= Q=
3.88 12.33
m3/s
b) CUANDO LA COMPUERTA DE LIMPIA SE ENCUENTRA ABIERTA: Condición: Q max = Q aliviadero+Q limpia PARA EL ALIVIADERO: Se asume un Ho menor para cuando está cerrado: Ho= Siguiendo el proceso anterior se calcula: 1,- Para: P/Ho = 1.928 2.3,4,(Hd+do)/Ho = 1.00 5.Hd/Ho = 1.00 Q aliviadero = 13.08
0.830 C= K1 = K2 = K3 = K4 =
asumido par que cumpla con la tabulacion ps
3.930 1.00 1.00 1.00 1.00
m3/seg
PARA LA LIMPIA: La carga será: Ho´=P+Ho P= 1.600 Entonces Ho´= 1,2,3,4.5,-
Ho= 0.830 P= 0
2.430 P/Ho =
(Hd+d)/Ho = Hd/Ho = Q limpia = Q max =
0
Co = K1 = K2 = K3 = K4 = 2.97 16.05
3.088 1.00 1.00 0.77 1.00
(PONER MINIMO SI LA RELACION ES CERO)
m3/s m3/s
RESUMEN: La carga más crítica es cuando la compuerta de limpia esta cerrrada, luego la altura de los muros de encausamiento será: H muro = P + Ho crítico + h lib P= 1.60 m Ho crítico = 0.81 m h lib = 0.20 m lo minimo que se coloca H muro = m 2.60 5.- DISEÑO DEL COLCHÓN DISIPADOR Datos de diseño: Q max = 13.10 Ho = 0.81 P= 1.60 Se sabe aguas arriba del aliviadero: q=Q/Le 1.638 Vo= 0.573 hv= 0.0170 H=Ho-hv 0.788
m3/seg m m
H= Yn = Le =
0.79 0.6790 8.00
m m m
m3/seg/m m/seg m m
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 Aplicando ecuación de energía en los puntos (0) y (1): Eo=E1; Z+P+Ho=Y1+V1^2/(2*g)+hf(0-1) Z'=Y1+(1+ a)/(2*g)*Q^2/(Le^2*Y1^2)-(P+Ho)......(a) Aplicando el tirante conjugado entre (1) y (2): Y2=-Y1/2+(Y1^2/4+2*V1^2*Y1/g)^.5 Y2=-Y1/2+(Y1^2/4+2*Q^2*Y1/(g*Y1*Le^2)^.5.......(b) Además: Y2=Z+Yn luego: Z''=Y2-Yn........© Z´´=-Y1/2-Yn+(Y1^2/4+2*Q^2/(g*Le^2*Y1)) La ecuac. (b) en © y tabulando valores hasta que Z´=Z'' Y1(m) Z' Z´´ 0.2310 0.645 0.749 0.2130 1.124 0.821 0.2130 1.124 0.821 Aprox. El valor de Z recomendable como mìnimo 0,30m, se asume: Se tiene: V1 = q/Y1 7.69 m/seg N° Froude = 5.32 flujo supercritico Y2 = 1.50 m Y1 = 0.213 m (El número de Froude esta en el rango de 2.5
Luego:
a
=
Z=
0.1
Coef. Coriolis
0.800
L1/Y2 = 5.65
Y`2= 10%Y2 Y2= Yn+z Y2= 1.4790 Y'2 = L1 =
1.63 9.19
m m
5.1.- CALCULO DE LA LONGITUD DE LA POSA Existen varios métodos: Datos: Y2 = Y1 =
1.63 0.21
m m
* Según VILLASEÑOR:
* Otro Metodo:
* Otro Metodo:
* Según SAFRANETZ:
4.5*(Y2-Y1) < L < 7*(Y2-Y1) L1 = 6.36 L2 = 9.90 L prom = 8.13
m m m
K*(Y2-Y1) K=5.765 - 0.0882*(Y2/Y1) Lr =
7.20
m
Lr =
6.80
m
Lr =
7.32
m
6*Y1*F1
Lr = 4.5*Y2
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DISE O DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 * Según PAVLOSKI:
* Según BAKHMETEV-MAZTHE:
Lr = 2.5*(1.9*Y2-Y1) Lr =
7.20
m
Lr =
7.07
m
L=
7.29
m
Ho = ho = hv = P=
0.81 0.788 0.017 1.60
m
Lr = 5*(Y2-Y1)
tomaremos el promedio:
6.- DEFINICION DEL PERFIL DEL CREAGER Se tiene los datos:
Fórmula:
Y/Ho = - K*(X/Ho)^n
m m
X,Y : Coordenadas del perfil Ho : Carga neta sobre la cresta K,n : Parámetros
Tabla de la Bureau of Reclamation figura 9.21 Para: hv/Ho = 0.0210
K = 0.540 n = 1.761
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 R1 = 0.511*Ho Del mismo modo se R2 = 0.213*Ho Yc = 0.111*Ho Xc = 0.269*Ho
R1 = R2 = Yc = Xc =
0.411 0.171 0.089 0.217
m m m m
Y = - 0.540*Ho(X/Ho)^1.761
De la ecuación se tiene:
Tabulación: X 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
Y -0.0033 -0.0110 -0.0226 -0.0374 -0.0554 -0.0764 -0.1003 -0.1269 -0.1561 -0.1879
X 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00
Y -0.2223 -0.2591 -0.2983 -0.3399 -0.3838 -0.4300 -0.4784 -0.5291 -0.5819 -0.6369
X 1.05 1.10 1.15 1.20 1.27 1.32 1.37 1.42 1.47 1.52
GEOMETRIA DEL BARRAJE EL ESPESOR: esta debe ser suficiente para resistir el impacto del agua en su máxima ocurrencia. Donde e>0.30m y h = P+Ho-Yn-Z Según TARBIMOVICH: t = 0.2*q^0.5*h^0.25 tenemos:
h= t= e=
1.7260 0.29 0.40
m m m
Y -0.6941 -0.7533 -0.8147 -0.8781 -0.9702 -1.0385 -1.1088 -1.1810 -1.2552 -1.3314
Este valor de "t" por seguridad debe multiplicarse por un factor que puede tomarse entre: e = (1.1 a 1.35 )*t Asumimos e=
0.40
DENTELLONES: Y1 = (1,0 a 1,5)*h Y2 = 0,30*h (nunca menor de 1m) Y1 = 2.16 m Y2 = 0.52 m Y1 = 2.00 m Y2 = 0.500 m
Se recomienda: Se tiene:
m
Optamos Y2 =
0.50
m.
Se toma: 7.- DISEÑO DEL ESPESOR DEL SOLADO CONTROL DE FILTRACION: Lf = 1/3*S Lh+S Lv Segùn LANE: S S
Según BLIGH :
Lf = C*H
Lv = Lh = Lf =
4.70 5.56 6.55
m m m
Lf : Longitud de recorrido de la filtración H : Carga hidràulica efectiva, que produce filtraciòn e igual a la diferencia del hidrostático entre aguas arriba y aguas abajo de la cortina
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DISE O DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 C : Coeficiente que relaciona la carga compensada Para:
C = 3.50 H = 2.16 Lf ´ = 7.56
Grava media
Comparación: Lf > Lf ' Lf = 6.55 m Lf ´ = 7.56 m Como Lf > Lf ', entonces las dimensiones son adecuadas por efectos de percolación. El valor de la supresión se estima por: Sx = b * c' * (Yx-Lx/L*H)*Wa Donde: b : ancho de la sección normal c ' : factor de supresión que depende de la porosidad del material, asumimos c ' = 0.50 Sx : supresión a una distancia X (kg/cm2) Yx : carga hidrostática en el punto X=H+H'
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 Lx : longitud compensada hasta el punto X(m) Wa : peso volumétrico del agua H ' : desnivel entre el agua debajo de la cortina y el punto que se está estudiando Cálculo para diferentes puntos: H = (P+H0)-Y1
H=
2.19
m
Hx=1.50+H' Lx=1/3*Lhx+Lvx H/L= ? Supresión en los puntos críticos: Puntos: B= C= D= E= F= G= H= I=
Sx 1,061.20 1,250.82 635.67 453.88 290.40 1,170.92 1,163.80 -
H 1.65 1.65 0.75 0.60 0.60 1.45 1.45 0.00
Sx=1*.5*(5.689+H'-H/L*Lx)*1000 H/L Lx 0.367 2.80 0.367 1.77 0.367 2.67 0.395 3.02 0.293 5.19 0.122 4.99 0.122 5.10 -
La supresión crítica que puede causar una falla se presenta en el tramo "Y1" y "Y2", que equivale a los puntos E y F. e = 4/3*((Sx-Yi*Wa)/Wm) Wm : peso volumétrico del concreto ESPESOR DEL SO Donde: Fórmula: Yi : tirante de agua en la sección considerada Y1 = Wa = Wm = Sx = e=
0.21 Para la zona Y1y Y 1000 2400 453.88 0.13 Asumimos e=0.40 m. 8.- DISEÑO DEL ENROCADO DE PROTECCION O ESCOLLERA:
m
Y2 = Wa = Wm = Sx = e= e=
1.63 1000 2400 290.40 -0.7425 0.50
m m
,
Lt = 0.64*C*(Dd*q)^0.5 - Lc Se diseña para cont Donde: Lt : longitud total de la escollera Según BLING: C : coeficiente de Bling Dd : altura comprendido entre la cota de la cresta y la cota estrema aguas abajo. q : caudal por metro lineal Lc = 0.60*C*d d = Db-Yn q= 1.64 Dd = 1.60 Yn = 0.68 C= 6.00 (arena-grava mezclados y arcilla) d= 0.92 Lc = 3.32 Lt = 3.00 m
e>=0.30
9.-CAPACIDAD DE LAS COMPUERTAS DE LIMPIA: * Q limpia = 2*Q capt ó Q medio río La compuerta de limpia se diseña para evacuar los sedimentos que se acumulan a espaldas del barraje, y debe tener una capacida Q limpia = 6.20 m3/s * Para nuestro caso Q limpia = 10 m3/s por que se tiene dos compuertas de limpia. Vc = 1.5*C*d^0.5 donde: C= d= Vc = Lc = *
3.80 0.254 m 2.87 m/seg 0.90 m B = Q/q q = Vc^3/g
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C : coef. en función del tipo de material, para grava y arena d : diámetro del grano mayor d = 10" (asumido). La velocidad de arrastre de los sólidos depositados:
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 q= B= Q=
El ancho del canal
6.89 0.90 2.07
m3/seg/m m m3/seg
se asume B= (verificación)
0.30
* La velocidad de limpia debe variar entre 1.5 Qo = Cd*A*(2*g*H)^.5 Aplicamos la relaci donde: Cd = - Para la máxima descarga: Asumir a = A = H= Q= V=
- Para la carga de (H=P), cuando alcanza a
A = 1.15*a
m m2 m m3/seg m/seg
Se tomará: Nueva:
a= A=
m m2 0.05 0.02
1.60 m 0.60 0.04 m 0.05 m2 1.60 m 0.16 m3/seg 3.37 m/seg Sc=n^2*g^(10/9)/q^(2/9) n= 0.015 q= 6.89 m3/seg/m Sc = 0.0019 La pendiente es muy pequeño por tanto se
Cálculo de la pendiente del canal de Limpia:
se modificará Sc, e asume la pendiente con Sc = que estaría a 0.1 m por encima del fondo del barraje por el cual : n= Se calcula el tirante Y1 con la fórmula de M Y1 = A = P= Q= Aguas arriba:
H = 5.689-a/2
P= Cd = Asumir a = A = H= Q= V=
*
*
0.60 0.2 0.230 2.31 0.93 61.87
Z=P+Ho
0.075 0.015 0.04 0.04 1.222 0.10
m m2 m m3/seg
Cálculo de la velocidad: V= 2.49 q= 0.09 m/seg m3/seg/m
2.405
Cálculo de Y2: Eo=E1; Z+P+Ho=Y1+V1^2/(2*g)+hf(0-1) Aplicando ecuación Z'=Y1+(1+K)/(2*g)*Q^2/(Le^2*Y1^2)-(P+Ho)......(a) Y2=-Y1/2+(Y1^2/4+2*V1^2*Y1/g)^.5 Aplicando el tirante Y2=-Y1/2+(Y1^2/4+2*Q^2*Y1/(g*Y1*Le^2)^.5.......(b) Z´´=-Y1/2-Yn+(Y1^2/4+2*Q^2/(g*Le^2*Y1)) Además: Y2=Z+Yn luego: Z''=Y2-Yn........© Z' Z´´ La ecuac. (b) en © -1.565 1.390 Y1(m) 0.8396 Pero el valor de Z r 0.107 Y2= € Entonces: 0.037 V1=q/Y1(m/s) Z=0.60m N° Froude= -0.598 Y2=Yrío+ Z Yrío(m)= Lr = 4.5*(Y2-Y1) * La longitud del resalto: Lr = Según VILLASEÑOR: Lr = 2.5*(1.9*Y2-Y1) Lr = * Según PAVLOSKI Lr = 5*(Y2-Y1) Lr = *Según BAKHMETEV-MAZTHE
K= Yn=
0.1 0.679 0.5
0.0020
-4.00
m
-2.09
m
-4.19
m
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 09.- DISEÑO DE LA VENTANA DE CAPTACION Se tomará L=16 m el cual se encuentra dentro de la longitud del colchón disipador: Q cap = 3.09 m3/seg 09.1.- VENTANA D Y max = 0.68 m Datos: Ho = 2.41 m Umbral = 0.40 m Q = Cd*A*(2*g*h)^0.5
donde:
Fórmula:
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Q : Caudal de captación Cd : Coeficiente de descarga A : Area del orificio g : Aceleración de la gravedad h : Carga sobre el orificio
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 Qd = El caudal de deriva Cd = Cv*Cc Qd = 1.1*Q cap Además: 0.99 Luego iterando se tiene: Cv = 0.60 Cálculo para Máxim 0.60 Cd = 0.3 Asumir L (m) = 0.18 Asumir a (m) = 1.86 A (m2) = 0.65 h (m) = Q (m3/seg) = 0.99 Cv= Cálculo para condic Cd = Asumir L (m) = Asumir a (m) = A (m2) = h (m) = Q (m3/seg) =
3.40 m3/seg h = Ho - alt.vent - a/2 Cc = 0.60 0.35 0.15 0.05 1.93 0.19
0.601 0.10 0.15 0.02 0.28 0.02
Se toma los valores siguientes:
0.601 0.15 0.18 0.03 0.29 0.04
0.607
0.60 0.30 0.13 0.04 1.94 0.15
0.60 0.25 0.12 0.03 1.95 0.11
Cc=
0.607
0.601 0.20 0.2 0.04 0.30 0.06
0.601 0.25 0.22 0.06 0.31 0.08
Altura ventana captación Longitud ventana captación Area neta vent. Capt.
0.20 0.30 0.06
Se diseña con: 0.60 0.20 0.09 0.02 1.96 0.07
0.601 0.40 0.2 0.08 0.30 0.12
Longitud ventana Altura ventana Area neta >=0,10 m3/s
Longitud ventana Altura ventana Area neta >= 0.10 m3/s
m m m2
LONGITUD DE LA VENTANA:
Además: donde:
Lt = L+C1+C2 C1 = N*e C2 = (1-Et)*L N = (L-a)/a Lt : Longitud total de la ventana C1 : Coeficiente por efectos del barrote C2 : Coeficiente por eficiencia de funcionamiento L : Longitud neta de la ventana Et : Grado de eficiencia del funcionamiento (85% asumido) N : Número total de barrotes e : Espesor de barrotes, se considera 5/8" = 0.159 m, por ser más comercial en el mercado local a : Espaciamiento de barrote a barrote = 0.10 m
Reemplazando valores se tiene: C1 = (L-0.10)*0.159 C2 = 0.15*L
Resumen:
L= C1= C2= Lt =
Altura ventana captación Ancho ventana captación Area ventana captación
0.30 0.03 0.05 0.40
m
m
una ventana
0.20 0.40 0.08
m m m2
una ventana
10.1.- ANALISIS DE LA CRESTA DE INGRESO DE LA VENTANA X = V*t Y = - 1/2*g*t^2 Se sabe que para un punto "P" cualquiera se tiene las siguientes deducciones: X^2 = - 2 * V^2 * Y/g ...... (a) V = Cv * (2*g*H)^0.5 ........ (b) Despejando "t" e igualando, se tiene: X^2 = - 4 * Cv^2 * h * Y ..... (c) Además: Reemplazando (a) y(b): Esta es la ecuación que corresponde a la trayectoria del chorro de agua, que hace su ingreso por X^2 = - 4 * h * Y ............... (d) para efectos del trazado de la cresta, en la ecuac (c) se obvia el coeficiente de velocidad Vc y se calcula a partir de: h = Ho - alt.vent - a/2 Si se considera para la situación más crítica h= 1.905 m carga sobre la ventana, por lo que:
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 Luego se tabula para diferentes valores de
X 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 4.85
Y 0 0.033 0.131 0.295 0.525 0.82 1.181 1.608 2.1 2.657 3.087
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