Diseño de Rapida

MEMORIA DE CÁLCULO

CURSO: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS UBICA BICACI CI N : ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

DISEÑO DE RAPIDAS

22/05/2015

FECHA :

Eemplo de diseño de una rapida En un proy proyec ectto de rieg riego, o, se tien tienee un cana canall late latera rall que que cond conduc ucee un caud caudal al de 0.35 .35 m3/ m3/s, traza razado do en tier tierra ra (n=0 n=0.025 .025)) de seci secion on tra ezoidal con un talud Z=1, Z=1, ancho de de solera b=0. b=0.75, 75, trazado con una una endiente endiente de 0.5%o. 0.5%o. En un tramo de su erfil lon itudinal itudinal tiene ue atravesar atravesar un un erfil como se muestra muestra en la fi ura

DATOS Q n Z b S

= = = = =

0.35 0.025 1 0.75 0.5

m3/s

L =

106 m

m %o

1. Di Dise seño ño de dell ca cana nal,l, a ua uass ar arri riba ba a ua uass de deba ba o de la ra id idaa Utilizar las consideraciones parcticas que existen para el diseño de canales. En un canal rectangular la máxima eficiencia hidráulica se obtiene cuando el ancho es igual al doble 

Resolviendo en la ecuacion de maning se obtienen las dimensiones del canal: y = y =

0.65 0.65

m m ADOPTADO

T1 = T1 =

1.29 1.30

m m ADOPTADO

2. Calculo del ancho de solera en la ra ida el tirante en la seccion de control

En la seccion de control se presentan las condiciones criticas, para una seccion rectangular las ecuaciones que se cumplen son las siguientes:

yc = yc =

0.28 0.30

m m ADOPTADO

b = b =

0.5027 0.50

m m ADOPTADO

b = b =

1.0622 1.00

m m ADOPTADO

L = L =

0.6639 0.70

m m ADOPTADO

Existen formulas empiricas para el calculo del ancho de la rapida, las cuales son: De acuerdo a Dadenkov, puede tomarse:

Otra formula enpirica:

3. Diseño de la transicion de entrada Para el diseño de una transicion recta la ecuacion utilizada es:

T1 = Espejo de agua en el canal T2 = b=ancho de la solera en el canal

4. Cálculo hidráulico en el canal de la rá ida 4.1 Cálculo de tirantes y distancias Se pretende calcular los tirantes para los diferentes tramos (distancias) con respecto a la sección de control. y 0.30 0.25 0.22

A R v=Q/A V^2/2g E hf E+hf 0.225 0.1667 1.5556 0.0793 0.38 0.0165 0.40 0.1875 0.15 1.8667 0.0951 0.3451 0.0273 0.37 0.165 0.1387 2.1212 0.1081 0.3281 0.0392 0.37

4.2 Borde libre El bordo libre en el canal de la rápida se puede obtener utilizando la fórmula empírica: y v BL BL Adoptado 0.30 1.5556 0.6415 0.65 m 0.25 1.8667 0.6445 0.65 m 0.22 0.1387 0.6124 0.65 m

5. Cálculo de la profundidad (elevación) del tanque amortiguador 5.1 Cálculo de la curva elevación (trayectoria de la rápida)- tirante Proceso: 1. Calcular la elevación del gradiente de energía en la sección donde se inicia la trayectoria.

y 0.22 0.2 0.165

A 0.165 0.15 0.12375

v v^2/2g 2.1212121 0.2293344 2.3333333 0.2774946 2.8282828 0.4077056

E 0.33 0.3 0.2475

Gradiente 0.7793344 0.7774946 0.8202056

2. Elegir Yl y calcular el tirante conjugado mayor del re salto Y2

Para el problema: Y1 = Y2 =

0.165 m 0.315 m

6. Cálculo de la profundidad del colchón amortiguador La profundidad del colchón amortiguador se calcula de la siguiente forma La elevacion del canal para el problema es: 0.2 = 0.85 m h1 = 0.65 + y2 = y2 =

0.5348 m 0.55 m ADOPTADO

7. Cálculo de la lon itud del colchón Para calcular la lon itud del colchon uede utilizarse la formula de Sieñchin: K =

5 para canales de seccion rectangular L = 1.925 m 2 m ADOPTADO L =