H CANALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULT ACULTAD DE CIENCIAS CIENC IAS AGRARIAS AGRAR IAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA

I.- INTRODUCCION En el gran número de estud estudio ioss que que abar abarca ca la ingeniería ingeniería Agrícola es muy común encontrarse con problemas con problemas relacionados relacionados al cauce de aguas, debido a esto los ingenieros Agrícolas tenemos la obligación de aplicar los conocimientos adquiridos en los cursos de hidráulica RH -44! "e denomina canal a una construcción destinada al transporte transporte de de #luidos generalmente utili$ada para agua agua y y que, a di#erencia de las tuberías tuberías,, es abierta a la atmós#era! %ambi&n se utili$an como 'ías arti#iciales de na'egación! (a descripción del comportamiento hidráulico de los canales es una parte #undamental de la hidráulica hidráulica y y su dise)o pertenece al campo de la ingeniería hidráulica! hidráulica ! El conocimiento empírico del #uncionamiento de los canales se remonta a 'arios milenios! En la antigua *esopotamia *esopotamia se se usaban canales de riego riego,, en la Roma +mperial se abastecían de agua a tra'&s de canales construidos sobre inmensos acueductos acueductos,, y los habitantes del antiguo erú erú construyeron construyeron en algunos lugares de los Andes canales que aun #uncionan! El conocimiento y estudio sistemático de los canales se remonta al siglo .+++!

II.- OBJETIVOS 

  

Objetivo general /onocer y aprender a maner0ar el "o#1are Hcanales! Objetivo especifico /omprar que los resultados y calculados manualmente son igual a los calculados por el so#t1are! .eri#icar con que #acilidad se dise)an canales con un so#t1are adecuado! /onocer y incrementar los conocimintos para la 'ida pro#ecional de unm ing! Agrícola!

III.- FUNDAMENTO TEORICO

DISEÑO DE CANALES CON SOFTWARE CANALES Hcanales '2!3 es un so#t1are que permite dise)ar canales, el programa #ue desarrollado por el +ng! peruano *áimo .illón .illón 5&0ar, pro#esor e in'estigador de la Escuela de +ngeniería Agrícola Agrícola del +nstituto %ecnológico %ecnológico de /osta Rica 6%E/7! El programa permite resol'er los problemas más #recuentes que se presentan en el dise)o de canales y estructuras hidráulicas, los cuales son8  /alcular el %irante 9ormal DISEÑO DE CANALES Y SU COMPROBACIÓN CON HCANALES CURSO: HIDRAULICA - (RH-441 P!"#$% 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULT ACULTAD DE CIENCIAS CIENC IAS AGRARIAS AGRAR IAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA    

       

/alcular el %irante /rítico /alcular el Resalto Hidráulico /alcular la /ur'a de Remanso /alcular el caudal que transporta un canal construido para las secciones trans'ersales arti#iciales de uso común, como son8 sección 6triangular, rectangular, trape$oidal, trape$oidal, parabólica y circular7! /alcular el caudal que transporta un canal natural tanto para rugosidad constante como para rugosidad 'ariable! /alcular b, " o n para canales trape$oidales, rectangulares y triangulares /álculos de parámetros hidráulicos en canales circulares conocido la relación y:d /alcular " o n en secciones circulares /álculos en ori#icios, compuertas y 'ertederos /álculo de transiciones de entrada y salida alabeadas /álculo de 'ertederos laterales /álculo de p&rdidas en canales no re'estidos y re'estidos

1. FLUJ FLUJO O UNIF UNIFOR ORME ME El fujo es uniorme, si los parámetros hidráulicos no cambian con respecto al espacio, es decir, que las características: proundidad, área transversal, velocidad, etc, en cada sección del canal son constantes, por lo cual la pendiente de la línea de energía, energía, la pendiente de la supercie libre del agua y la pendiente del ondo del canal son iguales o o o o

!enición del tirante normal Ecuación Ecua ción de "anning "an ning #ección de má$ima eciencia hidráulica hidráuli ca #ección de mínima inltración

TIRANTE NOR!AL Es la pro#undidad del agua en el canal, ba0o las condiciones del #lu0o uni#orme! 9o obstante que la de#inición de #lu0o uni#orme y las suposiciones suposiciones requeridas para desarr desarroll ollar ar las ecuac ecuacion iones es #unda #undamen mental tales es rara rara 'e$ se satis satis#ac #acen en,, en la prácti práctica, ca, el concepto de #lu0o uni#orme es de suma importancia, para la comprensión y solución de muchos problemas en la hidráulica de canales! En general, el #lu0o uni#orme ocurre únicamente en canales prismáticos muy largos y rectos! or de#inición el #lu0o uni#orme ocurre cuando8 o El tirante, el área hidráulica, la 'elocidad y los otros parámetros hidráulicos, en cada sección trans'ersal son constantes! o (a línea de gradiente de energía, la super#icie libre de agua, y el #ondo del canal son paralelos, esto es, la pendiente pendiente de la línea línea de energía 6"e7, la pendiente pendiente de la super#icie libre de agua 6"17 y la pendiente del #ondo del canal 6"o7, son iguales, es DISEÑO DE CANALES Y SU COMPROBACIÓN CON HCANALES CURSO: HIDRAULICA - (RH-441 P!"#$% &

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULT ACULTAD DE CIENCIAS CIENC IAS AGRARIAS AGRAR IAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA    

       

/alcular el %irante /rítico /alcular el Resalto Hidráulico /alcular la /ur'a de Remanso /alcular el caudal que transporta un canal construido para las secciones trans'ersales arti#iciales de uso común, como son8 sección 6triangular, rectangular, trape$oidal, trape$oidal, parabólica y circular7! /alcular el caudal que transporta un canal natural tanto para rugosidad constante como para rugosidad 'ariable! /alcular b, " o n para canales trape$oidales, rectangulares y triangulares /álculos de parámetros hidráulicos en canales circulares conocido la relación y:d /alcular " o n en secciones circulares /álculos en ori#icios, compuertas y 'ertederos /álculo de transiciones de entrada y salida alabeadas /álculo de 'ertederos laterales /álculo de p&rdidas en canales no re'estidos y re'estidos

1. FLUJ FLUJO O UNIF UNIFOR ORME ME El fujo es uniorme, si los parámetros hidráulicos no cambian con respecto al espacio, es decir, que las características: proundidad, área transversal, velocidad, etc, en cada sección del canal son constantes, por lo cual la pendiente de la línea de energía, energía, la pendiente de la supercie libre del agua y la pendiente del ondo del canal son iguales o o o o

!enición del tirante normal Ecuación Ecua ción de "anning "an ning #ección de má$ima eciencia hidráulica hidráuli ca #ección de mínima inltración

TIRANTE NOR!AL Es la pro#undidad del agua en el canal, ba0o las condiciones del #lu0o uni#orme! 9o obstante que la de#inición de #lu0o uni#orme y las suposiciones suposiciones requeridas para desarr desarroll ollar ar las ecuac ecuacion iones es #unda #undamen mental tales es rara rara 'e$ se satis satis#ac #acen en,, en la prácti práctica, ca, el concepto de #lu0o uni#orme es de suma importancia, para la comprensión y solución de muchos problemas en la hidráulica de canales! En general, el #lu0o uni#orme ocurre únicamente en canales prismáticos muy largos y rectos! or de#inición el #lu0o uni#orme ocurre cuando8 o El tirante, el área hidráulica, la 'elocidad y los otros parámetros hidráulicos, en cada sección trans'ersal son constantes! o (a línea de gradiente de energía, la super#icie libre de agua, y el #ondo del canal son paralelos, esto es, la pendiente pendiente de la línea línea de energía 6"e7, la pendiente pendiente de la super#icie libre de agua 6"17 y la pendiente del #ondo del canal 6"o7, son iguales, es DISEÑO DE CANALES Y SU COMPROBACIÓN CON HCANALES CURSO: HIDRAULICA - (RH-441 P!"#$% &

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULT ACULTAD DE CIENCIAS CIENC IAS AGRARIAS AGRAR IAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA decir8 "e ; "1 ; "o ; "

(as condiciones ligadas al #lu0o uni#orme y permanente se llaman normales, de ahí el t&rmino de tirante normal! E'%'#)$ D* M%$$#$" Es la órmula más utili%ada para el cálculo de la velocidad en el fujo uniorme, uniorme, siendo su ecuación:

donde: v & velocidad, m's n & coeciente de rugosidad ( & área hidráulica, hidráuli ca, m) * & radio hidráulico, hidráulico, m # & pendiente de la línea de energía, m'm +ombinando las ecuaciones ecuaciones de "anning y la de continuidad, se obtiene la ecuación mas utili%ada para el cálculo del caudal en el fujo uniorme, siendo:

donde:  & caudal, m-'s n & coeciente de rugosidad ( & área hidráulica, hidráuli ca, m) * & radio hidráulico, hidráulico, m # & pendiente de la línea de energía, m'm +omo en un fujo uniorme la pendiente de la línea de energía es num.ricamente num.ricamente igual que la pendiente del canal, para los cálculos, se utili%a esta /ltima

SECCIÓN DE M+,IMA M +,IMA EFICIENCIA EFICIENC IA #e dice que una sección es de má$ima eciencia hidráulica, cuando para la misma área hidráulica, pendiente y calidad de las paredes, deja pasar el caudal má$imo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULT ACULTAD DE CIENCIAS CIENC IAS AGRARIAS AGRAR IAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA 0as secciones de má$ima eciencia hidráulica solo se recomiendan para secciones revestidas, por lo general para canales en tierra, este tipo de secciones proporcionan velocidades erosivas 1ara el caso de una sección trape%oidal, las relaciones de los parámetros hidráulicos para una sección de má$ima eciencia hidráulica son:

SECCIÓN SECC IÓN DE MÍNIMA MÍNI MA INFIL I NFILTRAC TRACIÓN IÓN se dice que una sección es de mínima inltración, si permite obtener la menor p.rdida posible de agua por inltración, a trav.s de las paredes y ondo del canal +ualquiera que sea la orma del canal y cualquiera que sea el material donde est. alojado, siempre e$isten p.rdidas por inltración 1ara ara el caso caso de una secció sección n trape% trape%oid oidal, al, la relac relación ión de los parám parámetr etros os hidráulicos para una sección de mínima inltración es:

FL"#O FL" #O CR$TI CR$TICO CO

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA "e dice que un canal, o alguna sección de &l, está traba0ando ba0o un r&gimen crítico cuando8 • • •

1osee la energía especíca mínima para un caudal dado 1osee el caudal má$imo para una energía especíca dada 1osee la uer%a especíca mínima para un caudal dado

El #lu0o crítico se puede conseguir en #orma práctica8 ! Reduciendo la sección!
o o

Energía especí#ica %irante crítico

ENER%$A ES&EC$FICA 0a energía especíca en una sección de un canal se dene como la energía por 2ilogramo de agua que fuye a trav.s de la sección, medida con respecto al ondo del canal, es decir:

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA !onde: E & energía especíca, en m34g'4g y & tirante de agua, en m & coeciente de +oriolis v & velocidad, en m's g & aceleración de la gravedad, 567 m's) El concepto de energía especíca ue introducido por 8oris ( 8a2hmete9 y es de gran ayuda para el cálculo del fujo crítico

TIRANTE CRÍTICO Es la proundidad del agua en el canal, bajo las condiciones del fujo crítico El tirante crítico para cualquier orma de sección transversal, se obtiene resolviendo la ecuación general, que tiene la orma:

donde:  & caudal crítico, m-'s g & aceleración de la gravedad, 567 m's) (c & área hidráulica crítica, m) c & espejo de agua crítico, m

RESALTO HIDR+ULICO El resalto hidráulico es un enómeno local, que se presenta en el fujo rápidamente variado, el cual va siempre acompa;ado por un aumento s/bito del tirante y una p.rdida de energía bastante considerada
o o o

0ugares donde se orma el resalto Ecuación general del resalto #ección rectangular

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#ección trape%oidal #ección parabólica #ección circular

LUGARES DONDE SE FORMA EL RESALTO HIDR+ULICO El resalto hidráulico se puede ormar:

ECUACIÓN GENERAL DEL RESALTO HIDR+ULICO +ualquiera que sea la sección transversal, el cálculo del resalto hidráulico se hace a partir de la ecuación de la uer%a especíca, haciendo iguales las uer%as especícas, en las secciones antes y despu.s del resalto, donde se tienen los tirantes conjugados y7, y):

ECUACIÓN RESALTO SECCIÓN RECTANGULAR

ECUACIÓN RESALTO SECCIÓN TRAPE0OIDAL DISEÑO DE CANALES Y SU COMPROBACIÓN CON HCANALES CURSO: HIDRAULICA - (RH-441 P!"#$% 

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ECUACIÓN RESALTO SECCIÓN PARABÓLICA

ECUACIÓN RESALTO SECCIÓN CIRCULAR



CURVA DE REMANSO #e conoce como curva de remanso o eje hidráulico, al perl longitudinal que adquiere la supercie libre del líquido en un canal, cuando se eect/a un escurrimiento bajo las condiciones de fujo gradualmente variado

o o o o o o

Ecuación dinámica ".todo de integración gráca ".todo de 8a2hmete9 ".todo de 8resse ".todo directo por tramos ".todo de tramos jos

ECUACIÓN DIN+MICA El cálculo de los perles del fujo gradualmente variado se reali%a básicamente, dando solución a la ecuación dinámica del fujo gradualmente variado, es decir:

M3TODO DE INTEGRACIÓN GR+FICA Este m.todo está basado en la integración articial de la ecuación dinámica del fujo gradualmente variado, mediante un procedimiento gráco, la

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA ecuación a resolver es: d$ & 
además:  & caudal, m-'s  & espejo de agua, m ( & área hidráulica, m) g & aceleración de la gravedad, 567 m's) #o & pendiente de ondo del canal #E & pendiente de la línea de energía

M3TODO DE BA5HMETEFF 0a e$presión dierencial del fujo gradualmente variado, no puede e$presarse e$plícitamente en t.rminos del tirante y, para todos los tipos de sección transversal de un canal, por lo que el cálculo en orma directa y e$acta de la ecuación no es posible en general #in embargo, algunos investigadores han introducido simplicaciones que hacen posible la integración, uno de estas soluciones pertenecen a 8a2hmete9 8a2hmete9 introdujo su unción del fujo variado y el concepto de los e$ponentes hidráulicos > y ", luego reali%ó algunas simplicaciones, para nalmente obtener la ecuación:

donde: $ & distancia de una sección considerada desde un origen arbitrario yn, yc & tirante normal y crítico, respectivamente

& relación entre el tirante de una sección cualquiera y el tirante normal " y > & e$ponentes hidráulicos, los cuales para una sección trape%oidal son:



y7, y) & tirante inicial y nal del tramo, respectivamente v, ? & variables introducidas por @en e +hoA

& unción del fujo gradualmente variado introducido por 8a2hmete9

& unción similar a la anterior, que se calcula con v y ?, en lugar de u y > b & ancho de solera B & talud #o & pendiente de ondo del canal

M3TODO DE BRESSE 0a e$presión dierencial del fujo gradualmente variado, no puede e$presarse e$plícitamente en t.rminos del tirante y, para todos los tipos de sección transversal de un canal, por lo que el cálculo en orma directa y e$acta de la ecuación no es posible en general #in embargo, algunos investigadores han introducido simplicaciones que hacen posible la integración, uno de estas soluciones pertenecen a 8rease

8resse reali%ó algunas simplicaciones, considerando un canal muy ancho para nalmente obtener la ecuación:


UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA donde: $ & distancia de una sección considerada, desde un origen arbitrario yn & tirante normal % & y'yn, relación entre el tirante en una sección cualquiera y el tirante normal #o & pendiente de ondo del canal & unción del fujo gradualmente variado de 8rease

& coecente propuesto por "anning, para ser usado en la órmula de +he%y

y7, y) & tirantes e$tremos del tramo a calcular Este m.todo es recomendable utili%arlo sólo, si el canal es de sección rectangular y muy ancho

M3TODO DIRECTO POR TRAMOS Este m.todo es simple y aplicable a canales prismáticos #e utili%a para calcular la distancia del tramo a la cual se presenta un tirante y)
donde: & distancia del tramo, desde una sección 7 de características conocidas, hasta otra en que se produce un tirante y) #o & pendiente de ondo del canal

& pendiente promedio de la línea de energía, para las secciones 7 y )

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& n/mero de Croude promedio en el tramo

M3TODO DE TRAMOS FIJOS Este m.todo es aplicable tanto a canales prismáticos como no prismáticos #e utili%a para calcular el tirante y) que se presenta en una sección ), previamente especicada de un tramo de longitud , a partir del tirante conocido y7, en la sección 7, y los demás datos 0a ecuación que se utili%a para su cálculo, es:

donde:

y7, y) & tirante de las secciones 7 y ), respectivamente & longitud del tramo 7 3 ), m  & caudal, m-'s ( & área hidráulica, m) p & perímetro mojado, m #o & pendiente de ondo del canal, m'm n & coeciente de rugosidad g & aceleración de la gravedad, 567 m's) Day que tener cuidado para el uso del programa, con el signo de

:

+uando el cálculo es 7%'#% %"%8 %9%; la distancia de los tramos debe ser introducida con 8#"$; <;8#=#>; (?  +uando el cálculo es 7%'#% %"%8 %@@#9% la distancia de los tramos debe ser introducida con 8#"$; $*"%=#>; (- 

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA CONSIDERACIONES PR+CTICAS

A ni'el de parcela lo más generali$ado es encontrarnos con canales en tierra de sección trape$oidal, por lo cual las recomendaciones están más orientadas a estos tipos de canales! o %alud o .elocidad o /oe#iciente de rugosidad o Ancho de solera

TAL"D /omo talud ' , se de#ine la relación de la proyección hori$ontal y la proyección 'ertical de las paredes del canal! "e designa como ' , a la proyección hori$ontal, cuando la 'ertical es !

(a inclinación de las paredes laterales depende de la clase de terreno donde está alo0ado el canal! *ientras más inestable sea el material, menor será el ángulo de inclinación de los taludes, y mayor debe ser '! Algunos 'alores de ' eperimentales, recomendados para di#erentes materiales son8

!aterial roca en buenas condiciones arcillas compactas o conglomerados arcilla con gra'a, suelo #ranco suelo #ranco con gra'a arena y gra'a, y arena bien granulada arena #ina y limo 6no plástico7

Tal() ' 3 6'ertical7 3!>?  !? < 2

*ELOCIDAD En el dise)o de canales, la 'elocidad es un parámetro que es necesario 'eri#icar de tal manera que est&n en un rango cuyos límites son8 DISEÑO DE CANALES Y SU COMPROBACIÓN CON HCANALES CURSO: HIDRAULICA - (RH-441 P!"#$% 14


*eloci)a)es !+ni,asque no produ$can sedimentación 6depósitos de materiales sólidos en suspensión7, 'alores eperimentales indican que este 'alor mínimo es 3!23 m:s, 'elocidades menores, disminuyen la capacidad de conducción del canal!

*eloci)a)es !./i,asque no produ$can erosión en las paredes y #ondo del canal, 'alores que sobrepasan las 'elocidades máimas permisibles, modi#ican la rasantes y crean di#icultades al #uncionamiento de las estructuras que tenga el canal! .alores eperimentales, indican 'elocidades máimas recomendadas, en #unción del material en el cual está alo0ado el canal8

!aterial re'estido de concreto ladrillo con concreto mampostería de piedra y concreto terreno re'estido de $acate terreno arcilloso terreno arenoso

*eloci)a) 0,1s2 2!3 @ !3

.eri#icar que las 'elocidades de dise)o, est&n comprendidas entre los límites indicados!

COEFICIENTE DE R"%OSIDAD El coe#iciente de rugosidad n, es un parámetro que determina el grado de resistencia, que o#recen las paredes y #ondo del canal al #lu0o del #luido! *ientras más áspera o rugosa sean las paredes y #ondo del canal, más di#icultad tendrá el agua para despla$arse!Este parámetro ha sido muy estudiado por muchos in'estigadores en el laboratorio, por lo que se ha elaborado una tabla para los di#erentes 'alores de n, dependiendo del material que alo0a al canal! (a tabla representa solo una guía, ya que el canal a dise)ar no siempre #uncionará en las misma condiciones para las que #ueron deducidas n! (os 'alores del coe#iciente de rugosidad n, propuesto por Horton, para ser utili$ados en la #órmula de *anning son los que se muestran8 DISEÑO DE CANALES Y SU COMPROBACIÓN CON HCANALES CURSO: HIDRAULICA - (RH-441 P!"#$% 1


ANCHO DE SOLERA

Resulta muy útil para cálculos posteriores #i0ar de antemano un 'alor para el ancho de solera, con lo cual se pueden mane0ar con #acilidad las #órmulas para calcular el tirante! =na #orma práctica de #i0ar el ancho de solera se basa en el caudal, como se muestra8 Ca()al 3 0,41s2 menor de 3! entre 3! y 3!< entre 3!< y 3!4 mayor de 3!4

Solera b 0,2 3!23 3!?3 3!>? !33

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IV.- ALCULOS 1. %

CALCULO DE TIRANTE NORMAL SECCION TRAPE0OIDAL %.1 C%'; C;$ H'%$%*8 %.& C%'; % M%$;

CALCULO A MANO: '%'; * % =#@%$=* ';$ % *'%'#;$ * M%$$#$" &@( & (& 1&

allan)o tirante )espejan)o )e la ec(acion )e !anning

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA R & )F &

De )on)e 5 6 789:9; , allan)o .rea
A6=8=> ,? allan)o peri,etro
allan)o ra)io
R6784:@, allan)o veloci)a) v& v& v&

allan)o espejo )e ag(a T6 T6 T6?8;7, allan)o n(,ero )e fro()e 9D; 3!B DISEÑO DE CANALES Y SU COMPROBACIÓN CON HCANALES CURSO: HIDRAULICA - (RH-441 P!"#$% 12

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA 9D   entonces es #lu0o subcritico allan)o energia especifica E ; 3!B
9 SECCION RECTANGULAR 9.1 C%'; C;$ H'%$%*8

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9.&

C%'; % M%$;

'%'; * % =#@%$=* ';$ % *'%'#;$ * M%$$#$" &@( & (& 1&

H%%$; =#@%$=* *8<*%$; * % *'%'#;$ * M%$$#$"

R & )F & De donde

y = 1.266 m

allan)o .rea
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA (&

A6=8?99 ,? allan)o peri,etro
P

allan)o ra)io
R6784, allan)o veloci)a) v& v& v&

allan)o espejo )e ag(a T6 T6=877, allan)o n(,ero )e fro()e

Gc6 Gc6 Gc6


UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA .c; B!C

NF B = entonces es fl(jo s(bcritico allan)o energia especifica E; E;

E 6 =8;94>7 ,g1g

' SECCION TRIANGULAR '.1 C%'; C;$ H'%$%*8

'.& C%'; % M%$; '%'; * % =#@%$=* ';$ % *'%'#;$ * M%$$#$" &@( & (&

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H%%$; =#@%$=* *8<*%$; * % *'%'#;$ * M%$$#$"

R & )F &

De donde

y = 1.0964 m

allan)o .rea
A6=8?7?7: ,? allan)o peri,etro
P

allan)o ra)io
R6784>@94, allan)o veloci)a) v& v& v&

allan)o espejo )e ag(a DISEÑO DE CANALES Y SU COMPROBACIÓN CON HCANALES CURSO: HIDRAULICA - (RH-441 P!"#$% &

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA T6 T6 T6?8=:?>, allan)o n(,ero )e fro()e

NF B = entonces es fl(jo s(bcritico allan)o energia especifica E; E;

E 6 =847 ,g1g

 SECCION CIRCULAR .1 C%'; C;$ H'%$%*8



.& C%'; % M%$; '%'; * % =#@%$=* ';$ % *'%'#;$ * M%$$#$" &@( & (& 1&

H%%$; =#@%$=* *8<*%$; * % *'%'#;$ * M%$$#$"

R & )F & )F &

De donde

= 281° 09’ 50” = 281.1638° =

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA allan)o .rea
A6=8=4@4,? allan)o peri,etro
P

allan)o ra)io
R678;?=?4, allan)o veloci)a) v& v& v&

allan)o espejo )e ag(a T6 T6 T6=8;:79>, allan)o n(,ero )e fro()e

NF B = entonces es fl(jo s(bcritico allan)o energia especifica DISEÑO DE CANALES Y SU COMPROBACIÓN CON HCANALES CURSO: HIDRAULICA - (RH-441 P!"#$% &/

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA E;

E 6 =8=@ ,g1g

?8 TIRANTE CRITICOProblema 01: Un canal debe transportar 6 m3/s. la inclinación de las paredes es 60º con la horizontal. Determine las dimensiones de la sección transversal con la condiciones de obtener máxima eficiencia hidráulica. a pendiente del fondo es 0.003 ! el coeficiente de ru"osidad 0.0#$.

Solución: Q % 6 m3/s b % &.# m Z % &'&.(3 Yc% 0.)&

Sol(cin-

COMPROBANDO CON HCANALS:

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Problema 0!: Un canal circular debe transportar &0 m3/s a una velocidad de # m/s. Determine las dimensiones de la sección transversal. a pendiente del fondo es 0.003 ! el coeficiente de ru"osidad 0.0#$.

Solución: Q % &0 m3/s


UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA D% 3m n % 0.0#$ S % 0.003 Y% #

Solución:


Problema 0": Calcular la ener"*a espec*fica cuando circula un caudal de 6.#3m3/se" por un canal rectan"ular de 3.0$m de ancho con una profundidad de 0.)&$m.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA Da#o$: Q % 6.#3 m3/s b % 3.0$ m n % 0.0#$ S % 0.003 Y% 0.)&$

Solución:


"%& Re$al#o 'i(r)ulico:

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA % S*''#;$ @*'=%$"% Problema 01:

Da#o$: Q% &0 m3/s b% & m Y!% & m

Solución:

+eemplazando los valores se tiene' +esolviendo la ecuación se tiene ,&'

,&%-.0-# m




9 SECCION TRAPESOIDAL

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA 4.- REMANSO ®(nta 7=8 =na corriente que #luye a la pro#undidad normal por un canal rectangular de hormigón de 
"olución del problema

;
, *m-$+

,! -!. *m +

R *m+

S

-.$$ %" -.#3 -.0( 3.)& 3.($ 3.$) 3.-3 3.#( 3.&& #.)$

!%"0/ #.3)# #.-# #.$0 #.6$ #.0 #.)#$ 3.06& 3.#&& 3.3($ 3.$$)

0.#(&6 0.#)&( 0.3&-& 0.33)0.36(6 0.3))( 0.-36# 0.-((( 0.$#$( 0.$&& 0.6-$

#.$ #.$3$ #.-& #.-#$ #.36( #.30 #.#-6 #.&# #.&&( #.0- &.)(

0.000#66# 0.000#) 0.0003# 0.00036 0.000-0 0.000-6 0.000$# 0.000$) 0.0006 0.000()

L *m+

#36 #-3 #$3 #66 #3&& 3$3 -#) 6&3 &$0 -$6 m1

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA "olución y comparación de las cur'as de remanso con H/A9A(E" m&todo de integración gra#ica del e0ercicio anterior!

!to)o )e GaH<,eteff


UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA /N(/=(M" MR 5RE""E

*&todo directo por tramos

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*&todo del tramo #i0o

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA Pre.un#a 0!: 2or un canal trapezoidal de pendiente de paredes 3 vertical ! # horizontal con un ancho de solera de 0.0 m. circula a"ua con una velocidad en m/s. num4ricamente i"ual al ancho de solera. 5Determinar el caudal ue lleva el canal si el coeficiente de ru"osidad es de 0.0#- ! la pendiente es 0.37. , un tirante ! & % 0.33

Datos' 8 % 0. m. 9 % 5: n % 0.0#; % 0.003 De la ecuación de allando el talud ?' @ot"A % ? % #/3 % 0.6( =

=

0.6( ,# B 0.#)-, C 0.&6 % 0 Y1 2 0%"" m%

,# %  0.(( m.

9 % 8 x  = 9 % 0. E b B ?,1 , = 9 % 0. x 0. B 0.6( E 0.331 E 0.33 Q 2 0%!30 m" -$e..

/omprobación con H/A9A(E"

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/M*RM.A/+M9 LE =9 /A9A( RE/%A9O=(AR Problema 0!: 2or un canal rectan"ular con un ancho de solera de 0.0 m. circula a"ua con una velocidad en m/s. num4ricamente i"ual al ancho de solera. 5Determinar el caudal ue lleva el canal si el coeficiente de ru"osidad es de 0.0#- ! la pendiente es 0.37. , un tirante !& % 0.33

;olucion '  % b E! % 0.E0.331 %0.#6- m# 2 % bB #! % 0. B#E0.331 % &.-6 m + % /2 % 0.& m 9% &/n1E+1 #/3 E;1 F 9 %&/0.0#-1E 0.& G#/31 1E0.003

&/#1

1E0.#6-1

9 %0.&)# m3/s.



V.- CONCLUSIONES 

#e aprendio a realisar los calculos correctamente con el sotAare de D+(>(0E#



0a aplicación del sotAare de Dcanales a la hidraulica disminuye la arduas tareas de calculo manuales



El sotAare Dcanales proporciona una herramienta novedosa y ácil de utili%ar para el ingeniero civil, ingeniero agrícola, ingeniero agrónomo y otros especialistas que trabajen en el campo del dise;o de canales y estructuras hidráulicas



1ermite simplicar los cálculos laboriosos

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H CANALES

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