Diseño de estructuras hidraulicas + Maximo VillonDescripción completa
Descripción: solucionario del libro de ejercicios de maximo villon irrigación y drenaje
EL librode drenajes de maximo villlon
actividad 1 de mercadeoDescripción completa
Descripción: caso movilidad
gg
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Sercotec
Ejemplo calculo de diseño hidraulico de una alcantarilla Diseñarr una Diseña una alcantarilla similar a la qu que se mu m uest estr r a en en la la figu figura 9.4, que permi permitta el el cruce del canal, con un camino y cuyos p cuyos parámetr arámetr os se indi indica can. n.
Datos del canal: Q ≔ 0.5
m
3
s
b ≔ 0.8 m Z ≔ 1 n≔ 0.025 S≔ 0.0005
Datos de la alcantarilla para el cruce de un camino parcelario n ≔ 0.014
S ≔ 0.005
Cota A ≔ 105.5 m
CO ≔ 0.6 m
AC ≔ 6 m
1. Calc Calcul ulaar las las dimensiones del canal, es dec decir, ir, defin definiir su sus dime imen nsi sione oness y parámetros hidrá rául uliicos.
Y n ≔ 0.7067 m Ah ≔ 1.0647 m
2
T ≔ 2.2134 m V C ≔ 0.4696
m s
V L ≔ 0.3 m H ≔ Y n + V L = 1.007 m
2. Calcular
las dimensiones de la alcantarilla, para esto, con el caudal conocido, usando la tabla 9.1,
determinar el diámetr o de la alcantar illa, recordar que para una transición de tierra elegir v m/ s y para una transición de concreto elegir v
V ≔ 1.52
= 1.06
= 1.52 m/s.
m s
D ≔ 27 in
D = 68.58 cm
3. Calcular el área A con el diámetro elegido:
π⋅D
2
A ≔ ――
4
= 0.369 m
2
4. Calcular la velocidad en el conducto, para esto, con el caudal dado y el área calculada, usar la ecuación de continuidad:
Q = 0.5
m
3
A = 0.369 m
s V ≔
Q A
= 1.354
2
m s
5. Calcular la carga de velocidad en la alcantarilla 2
V
hv ≔ ― = 0.093 m 2⋅g 6. Calcular la elevación del nivel de agua a la entrada de la alcantarilla:
Cota A = 105.5 m
N AEA ≔ Cota A + Y n = 106.207 m
7. Calcular cotas:
N AEA = 106.207 m
hv = 0.093 m
D = 68.58 cm
Cota B ≔ N AEA − 1.5 ⋅ hv − D = 105.381 m Cota F ≔ Cota B + D + CO = 106.667 m Cota E ≔ Cota A + H = 106.507 m
. a cu ar a ong u
oa
e a a can ar a:
Cota F = 106.667 m
Cota E = 106.507 m
1 1.5
Z a ≔ ―
L ≔ 2 ⋅ Z a ⋅ Cota F − Cota E + AC = 6.213 m 9. Calcular caída en la tu ber ía:
L = 6.213 m
S0 ≔ 0.005
ΔZ ≔ L ⋅ S0 = 0.031 m
10. Calcular Cota C elvacion del fondo al final de la tuberia Cota B = 105.381 m
ΔZ = 0.031 m
CotaC ≔ Cota B − ΔZ = 105.35 m 11. Calcular la pendiente de la línea de energía:
R ≔
D
4
= 0.171 m
n = 0.014
V = 1.354
m s
2
⎛ V⋅n ⋅1 s ⎞ S E ≔ ――― = 0.004 ⎜ 2 1 ⎟ 3
3
⎝ R ⋅ 1 m ⎠ 12. Calcular hf E:
L = 6.213 m
S E = 0.004
h fE ≔ L ⋅ S E = 0.023 m 13. Calcular las pérdidas asumidas h Tl
hv = 0.093 m
h fE = 0.023 m
hT1 ≔ 1.5 ⋅ hv + h fE = 0.164 m 14. Calcular el nivel del agua a la salida de la alcantarilla, NASA:
N AEA = 106.207 m
hT1 = 0.164 m
N ASA ≔ N AEA − hT1 = 106.043 m 15. Calcular cota en D:
N ASA = 106.043 m
Y n = 0.707 m
Cota D ≔ N ASA − Y n = 105.336 m
16. Calcular las longitudes de las transiciones:
D = 0.686 m
L1 ≔ 3 ⋅ D = 2.057 m L2 ≔ 4 ⋅ D = 2.743 m
17. Calcular el talud de la transición:
L = 6.213 m
Cota A = 105.5 m
Cota B = 105.381 m
L Z ≔ ――――― = 52.114 Cota A − Cota B 18. Calcular las pérdidas reales h T2,
D = 0.686 m n = 0.014 L = 6.213 m m
3
Q = 0.5 ― s K e ≔ 0.5
⎛ 0.0828 ⋅ 1 + K 1 s 2 10.2907 ⋅ n 2 ⋅ L ⋅ 1 s 2 ⎞ e hT2 ≔ Q ⋅ ⎜ + ⎟ = 0.164 m 4 16 2 ― D ⋅ 1 m ⎜ ⎟ 3 3 D ⋅ 1 m ⎝ ⎠ 2
