Problemas de flujo gradualmente variado y rápidamente variado P.1) Un chorro sale de la compuerta vertical a un canal rectangular alcanzando una profundidad mínima y 2 en la sección 2, si; la pendiente del fondo del canal es o ! 2"1###, n ! #.#1$ s"m 1"%, el ancho & ! 1.' m, , y1 ! (.# m, la a&ertura de la compuerta es a ! #. m, el coeficiente de contracción *c ! #.$1 y el de descarga *d ! #.+(, determine; a) el gasto y la profundidad y 2 , &) la profundidad normal y critica, c) el tipo de perfil -ue se forma entre las secciones 2 y %, d) la profundidad y % si 2% ! 1' m, e) el momentum /0 en la sección %.
/igura 1, para los pro&lemas P.1, P.2 y P%. Respuesta: a) Q = 5.645 m !s" y# = $.#44 m" b) yn = %.6%& m" y' = %.$$%" ') (e pendiente suave 'on perfil tipo " d) y * $.46 m" e) + , = 5.# -on.
P.2) guas guas arri&a arri&a del punto punto % se genera un salto salto hidr3u hidr3ulico lico determi determine4 ne4 a) la altura con5ugada del salto 6y ), &) la longitud del salto s, c) el tipo de salto. Respuesta: a) y4 = #.#4% m" b) s = %%.& m" ') Salto corrido.
P.%) o&re la &ase de los resultados del pro&lema P.1) determine la longitud 2% si la profundidad en el punto % es; es; y % ! #.(7yc. Respuesta: a) # * /%.$ m.
P) Un vertedor tipo cimacio de 1# m de ancho descarga so&re un canal rectangular del mism mismo o anch ancho o como como se indi indica ca en la figura figura 2, si las las perdidas de energía h12 ! # m, 1
determine a) el gasto del cimacio si el coeficiente de descarga *d ! 2.12, &) la profundidad y2 al pie del cimacio. Respuesta: a) Q = #&.06 m!s" b) y# = $.%0% m 1se obtiene 'on una 2ernoulli de % a #).
P+) 8l chorro de agua a partir de la sección 2 recorre una distancia de 1' m hasta el punto % donde se genera un salto hidr3ulico, determine; a) la profundidad normal y crítica del canal, &) el tipo de perfil, c) la profundidad y %.
/igura 2. Pro&lemas P., P.+, P.$, P.9 Respuesta: a) yn = %.5#" y' = $./#5" b) (e pendiente suave perfil " ') y = $.#65 m.
P$) :etermine4 a) el tipo de salto, &) la profundidad con5ugada del salto y , c) la longitud del salto s. Respuesta: a) 3alto 'orrido" b) y4 = #.%5 m" ') s = %#. m.
P9) guas a&a5o, a + m de distancia se coloca un vertedor de pared delgada sin contracciones, determine; a) el tipo de perfil entre las secciones y +, &) la profundidad y+, c) la altura 1 del vertedor. Respuesta: a) (e pendiente suave perfil %" b) y5 * #.54 m" ') = %.## m" = %.%% m.
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/igura %. Pro&lemas P', P(, P(.1, P1# P') :os depósitos se conectan a trav
P() :os depósitos se conectan a trav
%
P11) Un canal con pendiente de 1#"1###, e>cavado en tierra compactada con una velocidad permisi&le de 1.2 m"s, n ! #.#2+, pendiente de talud m ! 1, ancho de fondo de %.# m transporta un gasto de '.# m %"s. Para disminuir la velocidad a 1.2 m"s se colocan una serie de vertedores para generar remansos como se indica en la figura, si la altura de los vertedores es igual a y1 6 ! y1) determine4 a) &) c) d)
la altura y1 para -ue la velocidad sea 1.2 m"s. 6?es4 y1 ! 1.'$ m). la altura de la ola h so&re la cresta del vertedor. 6?es4 h ! 1.21% m). la profundidad normal y crítica del canal. 6?es4 yn ! #.99$ m, y c ! #.'1$ m). 8l tipo de perfil -ue se genera entre y1 y y2. 6?es4 Pendiente tipo ! fuerte, como y2 @ y1 @ yc el perfil es; 1 -ue corresponde al remanso.). e) a longitud entre vertedores. Antegre entre y1 y y2. 6?es4 ! 11( m.).
Bota4 los vertedores son rectangulares sin contracciones de ancho & ! %.# m y la profundidad y2 ! 0 h.
/igura . Pro&lema P11). P12) Un canal trapecial prismático conecta dos depósitos como se indica en la figura +. 8n la sección 1 la profundidad es la crítica. 8l gasto y las características geom
/igura +. Pro&lema P12, P12.1, P1%. a) a profundidad normal y crítica del canal entre las secciones 1 y 2. &) 8l tipo de perfil -ue se forma entre estas dos secciones.
c) i la 12 ! 2## m Ccual es la profundidad y 2D. d) a altura con5ugada del salto hidr3ulico si se produce en este punto 6 salto claro). P12.1) i en el punto % la profundidad es la crítica, determine la longitud del punto 2 al punto %. P1%) i la profundidad en la figura + es; y + ! 2.# m y la distancia + ! %## m, determine4 a) &) c) d) e) f) g)
8l perfil -ue se forma entre las secciones y + 6recordad -ue o2 ! #.2"1###). a profundidad en y. a altura con5ugada del salto y%. a distancia del salto 6entre las secciones % y ). 8l perfil -ue se forma entre las secciones 2 y % 6recordad -ue o2 ! #.2"1###). a distancia 2%. a distancia 2+.
P1) Un canal trapecial conecta dos depósitos a trav
a profundidad normal y crítica. 8l tipo de salto hidr3ulico -ue se genera despu
/igura $. Pro&lema P1.
+
?espuesta4 a) yn ! #.9%' m, y c ! 1.'$' m, &) :e pendiente fuerte tipo 2, c) y 2 E #.' m, d) yn ! no e>iste, y c ! 1.'$' m, e) el numero de /roude aguas arri&a de la sección 2 siempre es menor a 1 por lo tanto no hay salto hidr3ulico, f) :e pendiente adversa tipo %, g) 2 E ( m usando como limites #.' m y 1.'$' m. P1+) Un canal sin revestimiento con pendiente o ! #.+"1### se une aguas a&a5o con una r3pida con o ! 1$#"1###, para evitar la erosión parte del canal de tierra se de&e revestir de concreto con un numero de anning de #.#1$ hasta alcanzar una velocidad permisi&le de 1.+ m"s, determine4 a) la profundidad y1, &) la profundidad normal y critica del canal de concreto con pendiente de #.+"1###, c) el tipo de perfil entre las secciones 1 y 2, d) la longitud revestida de concreto 12. ?espuesta4 a) y1 ! 1.1 m, &) y n ! 1.2$+ m, y c ! #.92' m, c) :e pendiente suave tipo 2, d) 12 E %9( m
/igura 9. Pro&lema P1+. P1$) Un canal trapecial conecta dos depósitos a trav
$
/igura '. Pro&lema P1$. ?espuesta4 a) yc ! 1.'$', &) y% ! %.+% m, s ! 1$.%+ m, c) de pendiente adversa tipo 2, d) % E 9.# m, e) 1 ! 1%(.%+ m. P19) Un vertedor rectangular de pared delgada produce una profundidad de %.2 m en un canal trapecial, aguas arri&a, en la sección 2, la pendiente cam&ia como se indica en la figura (, determine4 a) &) c) d) e)
8l perfil -ue se forma entre las secciones 2 y %. a profundidad en la sección 2. 8l perfil -ue se forma entre las secciones 1 y 2. a profundidad en la sección 1. a altura del vertedor y h de la ola, si el vertedor es rectangular de pared delgada y sin contracciones.
?espuesta4 a) 1, &) y 2 E %.#9 m , c) 1, d) y % E 1.( m, e) ! 1.+1( m, h ! 1.$'1.
/igura (. Pro&lema P19.
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