Download - hidraulica 2
Problema 1- Diseño de un vertedero de cresta ancha como estructura de control de nive
Verifico el vertedero:
e/h > 0,67 ( Condición de norma )
e= 1,2m
h= 42,90 – 41,2 = 1,7 m h=1,7
1,2/1,7 = 0,7058 (cumple con la condición de relación entra las dimensiones del vertedero)
Calculo el caudal para verificar si no pasa su valor de diseño.
Q = ∑1∑2 (0,611 + 0,075 (h/w)) h3/2 L (2xg)1/2 ∑1 = 1 ( DESCARGA LIBRE) ∑2 = 1 ( HAY AHOGAMIENTO)
Q = 31,44 m3/ seg
Conclusión: Se debe rediseñar el vertedero ya que supero el caudal de diseño que es 25 m3/seg
Rediseño el vertedero:
Solucion: para no superar el valos del caudal para este vertedero se reduce el valor de ( L ) a 5.6 metros aproximadamente, asi cumplimos con todas las consideraciones del mismo.
Q = ∑1∑2 (0,611 + 0,075 (1,7/1,2)) (1,73/2 )(5,6) (2xg)1/2
Q= 25,13 m3/seg (solo tenemos que modificar el ancho del vertedero)
Problema 2-Diseño de un aliviadero Creager y cálculo de su curva de Descarga Se trata de un aliviadero de perfil Creager con una carga máxima de 2,90m y su cresta ubicada en la Cota 530,00. Su caudal máximo es de 612 m3/s. Consta de 2 estribos con muros a 90° con la dirección principal de flujo. No tiene pilas intermedias y una Longitud libre de 55, 30 m. En su aproximación se ha excavado un canal a la Elevación 521. Diseñe el aliviadero, determine la ecuación de la cresta aguas abajo y la geometría del cuadrante aguas arriba. Calcule la curva de descarga, grafíquela.
P=530m−521m=9m
H=532,9m−530m=2.9m
PH
= 92.9
=3,10
En el grafico 7.43 obtengo el coeficiente de gasto
Cd= 0,73
Hd=0,75∗Hmax=0,75∗(2,9 )=2,18m
Q=V∗A
V=QA
= 612(11,9∗55,30 )
=0,93m /s
Ha= V2
2g= 0,932
2∗9,82=0,044
HaHd
=0,0442,18
=0,02
Busco en el grafico 7.38 del Ing. bolinaga los coeficientes k y n.
YHd
=K ( XHd )n
K=0,507
N=1,86
Y2,18
=0,507 X2,18
1,86
Y=0,26 X1,86
Derivamos Y=0,26 X1,86
dydx
=0,48 X0,86 Igualamos a tg de 45˚ Tg (45 )=0,48 X0,86
Se despeja X y se obtiene el valor X= 2,34
Se sustituye el valor de x y se obtiene y Y=0,26 ¿= 1,27
HHd
= 2.92.18
=1,33
Vamos al grafico 7.44 para obtener C/Cd
C/Cd= 1,04
C=1,04* 0,73= 0,76
Q=23C √2 gH 3/2∗L H(m) Q(m3/s)
0,5 43,88
1 124,12
1,5 228
2 351,02
2,5 490,58
2,9 612,91
PROBLEMA 3. : Diseño de una estructura de control de nivel del tipo vertedero de cresta ancha
Q(diseño)=Σ 1∗Σ 2(0,611+ 0,075∗hw )∗h
32∗L∗2
3∗√2∗g
caudal 50 100 150 200cota 127,5 128 128,7 129
Para preservar el desnivel de 10 m asumimos valores de h=4m y w=1m
Con e/h=1,25 y w/h=0,25 los introducimos en la gráfica 7,24 y conseguimos el valor de ∑1=0,84
Asumimos que no existe sumergencia por lo tanto ∑2=1
L=20m debido a que no hay pilas
Aplicando la ecuación de Q (diseño)=92,70 m3/s
Cota cresta aliviadero= 125 msnm + w= 126msnm
Con la curva de descarga introducimos el valor de Qd y obtenemos la cota del agua.
Cota nivel agua con Qd= 128,1 msnm
e =5 m
125 msnm
w
h
10 m
140msnm
130msnm
5m