diseÑo de bocatoma ed
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1
1,- CARACTERÍSTICAS HDRÁULICAS PARA EL DISEÑO
Caudal de captación Q cap = 3.09 m3/seg ok
Caudal de máximas avenidas Q máx = 13.100 m3/seg ok
Pendiente promedio del río S = 0.025 m/m ok
Ancho del río b = 9.50 m ok
Coeficiente de Manning: n = 0.055 CALCULAR CON LAS CARACTERISTICAS QUE TIENES
periodo de Retorno t = 50.00 años ok
CALCULO DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DEL RIO (n de Manning)
No= 0.028
N1= 0
N2= 0.005
N3= 0.01 "==> n= 0.053
N4= 0.01
N5= 1
2,- ANÁLISIS HIDRÁULICO PARA MAXIMA AVENIDA
Datos:
Caudal máxima avenida Q máx = 13.100 m3/seg
Pendiente del río S = 0.025 %
Ancho del río b = 9.50 m
Coeficiente de Manning n = 0.055
CONDICIONES CRITICAS:
calculo del caudal por unidad de ancho q= 1.379 m3/seg/m
calculo del tirante critico Yc= 0.579 m
Area critica Ac= 5.498 m2
perimetro critico Pc= 10.657 m
radio critico Rc= 0.516 m
velocidad critica Vc= 2.383 m/seg
pendiente critica Sc= 0.042 m/m
energia critica Ec= 0.868
froude F= 1 flujo critico
PARA AVENIDA NORMAL:
Apartir de la fórmula de Manning: V=1/n*b^(2/3)*S^(1/2) y Q=V*A
Para una sección rectangular de máxima eficiencia se encuentra los datos siguientes:
A = B . yn
PROYECTO: CONSTRUCCION DE LA IRRIGACON ACOBAMBA
n
SRAQ
2/13/2.
2/13/2)2
().(
SynB
yn
n
ynBQ
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1P = B + 2 ynR = (B . Yn)/(B+2yn)
RESOLVIENDO POR TANTEOS
4.557 4.559 Yn= 0.68 "==>ASUMIR Yn"rellenarr con el HICA
Tirante Yn = 0.68 m
Area A = 6.45 m2
Perímetro mojado Pm = 10.86 m
Radio Hidraúlico R = 0.59 m
Velocidad V = 2.03 m/seg
Número de Froude F = 0.79 flujo subcritico
3.- DISEÑO HIDRÁULICO DE LA ESTRUCTURA DEL BARRAJE FIJO
cuando nuestro caudal de captacion es
3Y 2.5Y 2Y
P= 2.037 1.6975 1.358
con lo cual se deduce que el valor de P= 1.358
3.1.- Altura de Carga en la Cresta del Barraje:
Q=C*L*Ho^(3/2) Donde: Q = Caudal máximo
C = Coeficiente de descarga
L = Longitud del río
Ho = Altura de sobre carga máxima sobre la cresta
Usando la fórmula de REHBOCK, se puede determinar el coeficiente de descarga asumiendo P y H
C´=(3,27+0,4*H/P)*0,55 y realizamos los siguientes aproximaciones:
P(m) Ho(m) "asumido" C Q(m3/s)
1.600 0.805 1.909 13.100 13.100 el 1.23 sale de una pequeña iteracion que se hace ps
1.601 0.810 1.910 13.23
1.602 0.815 1.910 13.35
1.603 0.820 1.911 13.48
1.604 0.825 1.912 13.61
1.605 0.830 1.912 13.73
1.606 0.835 1.913 13.87
1.607 0.840 1.913 13.99 Diseño:
1.608 0.845 1.914 14.12 P = 1.600 m
1.609 0.850 1.915 14.26 C = 1.909
1.610 0.855 1.915 14.38 H = 0.805 m
1.611 0.860 1.916 14.52
De los cálculos anteriores se conoce:
Yn = 0.679 m
P = 1.600 m
q = Q/L 1.379 m3/seg/m
V = 0.573 m/seg
Según el Ing° TSUGUO NOSAKI , una vez establecido un apropiado tirante "y" de agua en el canal de conducción, se ubicará el vertedero del barraje a una elevación sobre el fondo del rio igual a:
3y Cuando el caudal sea muy pequeño Q < 1.0 m3/seg
2.5y Cuando el caudal sea igual a Q = 1.0 m3/seg
2.0y Cuando el caudal sea mayor a Q > 10.0 m3/seg
En nuestro caso el caudal de ingreso o entrada es de 0.48 m3/seg., lo cual nos da un tirante de y =1.12m por ser el Q<1m3/seg. el barraje tendra una elevación de 3h. resultando:
2/13/2)2
().(
SynB
yn
n
ynBQ
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1Para distintos valores de "P" se tiene el siguiente cuadro:
P(m) V(m/s) hv(m) Ho=Ho-hv
1.600 0.573 0.017 0.788
2.100 0.475 0.012 0.794
1.500 0.598 0.018 0.787
2.000 0.492 0.012 0.793
2.100 0.475 0.012 0.794
2.500 0.417 0.009 0.796
3.000 0.362 0.007 0.798
3.500 0.320 0.005 0.800
4.000 0.287 0.004 0.801
4.500 0.260 0.003 0.802
5.000 0.238 0.003 0.802
5.500 0.219 0.002 0.803
6.000 0.203 0.002 0.803
De los resultados podemos concluir que cuando se incrementa el valor de "P", "Ho" también
aumenta y la velocidad disminuye, el cual genera mayor curva de remanso por consiguiente el costo también será mayor.
Para la condición más crítica(compuertas cerradas) se tiene:
Y max = P + Ho Y max = 2.405 m
4,- CALCULO DE LA LONGITUD DEL ALIVIADERO Y DE LA COMPUERTA DE LIMPIA
Lc e Lb = Lf
Lr
Se recomienda que: Ac = Ab/10 Donde : Ac: Area de la compuerta
Lc = Lr/11 Ab: Area del aliviadero
e = Lc/4 Lr: Longitud del río (ancho)
Lc: Longitud de la compuerta móvil
e : Espesor del pilar.
Se tiene: Lr = 9.50 m
Lc = 0.86 m
Lc= 0.90 m colocar ya redondead ps
e = 0.23 m 0.25 (recomendado)
e = Lc/4 0.25 m colocar ya redondead ps
La longitud fija del aliviadero: Lf = Lr-Lc-e => Lf = 8.35 m
Corrección de la longitud efectiva:
Le=Lf-2*(n1*kp+n2*ka)*He
Longitud fija de la cresta Lf= 8.35 m
Número de pilares n1= 1.00
Número de estribos n2= 1.00
Coef. de contracción del pilar (forma del pilar) kp = 0.000
Coef. de contracción lateral por el muro (forma del estribo ka = 0.20
Carga de operación He = 0.805
Corrección de la longitud del aliviadero : Le = 8.028 Lf= 8.00 m
Corrección de la longitud para la limpia : Le = 0.578 Lf= 0.60 m
Espesor del pilar e= 0.25 m
Ac
Ab
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1DISEÑO DEL BARRAJE DE ACUERDO A LAS LONGITUDES RECOMENDABLES
El caso más crítico se presenta cuando ocurre la máxima avenida y la compuerta de limpia
se encuentra cerrada, entonces el análisis se hará para los siguientes casos:
a) CUANDO LA COMPUERTA DE LIMPIA SE ENCUENTRA CERRADA
Se tiene los datos:
Qmax = 13.10 m3/seg
Le = 8.00 m
Fundamento: Ho = ?
Fórmula: Q=C*Le*K1*K2*K3*K4
El coeficiente de descarga "C" se hace por tanteos tomando las tablas de USBR:
1,- Tomando en cuenta la profundidad de llegada: P/Ho.....Co =
2,- Por efecto de cargas diferentes He/Ho=C/Co........K1
3,- Por efecto del paramento del talud aguas arriba K2
4,- Por efecto de interferencia del lavadero de aguas abajo (Hd+d)/Ho=(P+Ho)/Ho.......K3
5,- Efectos de sumergencia: Hd/Ho.........K4
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1Para el problema se hace una serie de tanteos, hasta aproximarnos al Qmax, variando valores de "Ho"
P(m) Ho(m)
1.60 0.805 `==> ASUMIR
a.1) tomando en cuenta la profundidad de llegada
a.2) Por efecto de las cargas diferentes
a.3) Por efecto del talud del Paramento
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1
a.4) Por efecto de interferencia aguas abajo
a.5) Por efecto de sumergencia
De los datos calculados se obtiene el siguiente resumen:
Con el cual se calcula:
1,- Para: P/Ho = 1.9876 Se tiene: Co = 3.880
2,- Para: Ho = He K1 = 1.00
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 13,- Para talud vertical aguas arriba: K2 = 1.00
4.- Para: (P+Ho)/Ho = 2.988 Del gráfico: K3 = 1.00
5,- Para: Hd/Ho = 1.00 Del gráfico: K4 = 1.00
Reemplazando valores: C = 3.88
El caudal será: Q=,55*C*Le*Ho^1,5 Q = 12.33 m3/s
b) CUANDO LA COMPUERTA DE LIMPIA SE ENCUENTRA ABIERTA:
Condición: Q max = Q aliviadero+Q limpia
PARA EL ALIVIADERO:
Se asume un Ho menor para cuando está cerrado: Ho= 0.830 asumido par que cumpla con la tabulacion ps
Siguiendo el proceso anterior se calcula:
1,- Para: P/Ho = 1.928 C = 3.930
2.- K1 = 1.00
3,- K2 = 1.00
4,- (Hd+do)/Ho = 1.00 K3 = 1.00
5.- Hd/Ho = 1.00 K4 = 1.00
Q aliviadero = 13.08 m3/seg
PARA LA LIMPIA:
La carga será: Ho´=P+Ho
P= 1.600 Ho= 0.830
Entonces Ho´= 2.430 P= 0
1,- P/Ho = 0 Co = 3.088 (PONER MINIMO SI LA RELACION ES CERO)
2,- K1 = 1.00
3,- K2 = 1.00
4.- (Hd+d)/Ho = K3 = 0.77
5,- Hd/Ho = K4 = 1.00
Q limpia = 2.97 m3/s
Q max = 16.05 m3/s
RESUMEN:
La carga más crítica es cuando la compuerta de limpia esta cerrrada, luego la altura de los muros de encausamiento será:
H muro = P + Ho crítico + h lib
P = 1.60 m
Ho crítico = 0.81 m
h lib = 0.20 m lo minimo que se coloca
H muro = 2.60 m
5.- DISEÑO DEL COLCHÓN DISIPADOR
Datos de diseño:
Q max = 13.10 m3/seg H = 0.79 m
Ho = 0.81 m Yn = 0.6790 m
P = 1.60 m Le = 8.00 m
Se sabe aguas arriba del aliviadero:
q=Q/Le 1.638 m3/seg/m
Vo= 0.573 m/seg
hv= 0.0170 m
H=Ho-hv 0.788 m
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1Aplicando ecuación de energía en los puntos (0) y (1):
Eo=E1; Z+P+Ho=Y1+V1^2/(2*g)+hf(0-1)
Aplicando el tirante conjugado entre (1) y (2):
Y2=-Y1/2+(Y1^2/4+2*V1^2*Y1/g)^.5
Y2=-Y1/2+(Y1^2/4+2*Q^2*Y1/(g*Y1*Le^2)^.5.......(b)
Además: Y2=Z+Yn luego: Z''=Y2-Yn........©
Z´´=-Y1/2-Yn+(Y1^2/4+2*Q^2/(g*Le^2*Y1))
La ecuac. (b) en © y tabulando valores hasta que Z´=Z'' 0.1 Coef. Coriolis
Y1(m) Z' Z´´
0.2310 0.645 0.749
0.2130 1.124 0.821
0.2130 1.124 0.821 Aprox.
El valor de Z recomendable como mìnimo 0,30m, se asume: Z = 0.800
Se tiene: V1 = q/Y1 7.69 m/seg
N° Froude = 5.32 flujo supercritico
Y2 = 1.50 m
Y1 = 0.213 m
L1/Y2 = 5.65
Luego: Y`2= 10%Y2
Y2= Yn+z
Y2= 1.4790
Y'2 = 1.63 m
L1 = 9.19 m
5.1.- CALCULO DE LA LONGITUD DE LA POSA
Existen varios métodos:
Datos: Y2 = 1.63 m
Y1 = 0.21 m
* Según VILLASEÑOR: 4.5*(Y2-Y1) < L < 7*(Y2-Y1)
L1 = 6.36 m
L2 = 9.90 m
L prom = 8.13 m
* Otro Metodo: K*(Y2-Y1)
K=5.765 - 0.0882*(Y2/Y1)
Lr = 7.20 m
* Otro Metodo: 6*Y1*F1
Lr = 6.80 m
Z'=Y1+(1+a)/(2*g)*Q^2/(Le^2*Y1^2)-(P+Ho)......(a)
a =
(El número de Froude esta en el rango de 2.5<Fr<4.5, por tanto el resalto está
bien balanceado * De acuerdo a la figura 9-39 de la Bureau of Reclamation se
tiene:
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1* Según SAFRANETZ: Lr = 4.5*Y2
Lr = 7.32 m
* Según PAVLOSKI: Lr = 2.5*(1.9*Y2-Y1)
Lr = 7.20 m
* Según BAKHMETEV-MAZTHE: Lr = 5*(Y2-Y1)
Lr = 7.07 m
tomaremos el promedio:
L = 7.29 m
6.- DEFINICION DEL PERFIL DEL CREAGER
Se tiene los datos: Ho = 0.81 m
ho = 0.788
hv = 0.017 m
P = 1.60 m
Fórmula: Y/Ho = - K*(X/Ho)^n X,Y : Coordenadas del perfil
Ho : Carga neta sobre la cresta
K,n : Parámetros
Tabla de la Bureau of Reclamation figura 9.21
Para: hv/Ho = 0.0210 K = 0.540
n = 1.761
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1
R1 = 0.511*Ho R1 = 0.411 m
Del mismo modo se tR2 = 0.213*Ho R2 = 0.171 m
Yc = 0.111*Ho Yc = 0.089 m Y = - 0.540*Ho(X/Ho)^1.761
Xc = 0.269*Ho Xc = 0.217 m
De la ecuación se tiene:
Tabulación:
X Y X Y X Y
0.05 -0.0033 0.55 -0.2223 1.05 -0.6941
0.10 -0.0110 0.60 -0.2591 1.10 -0.7533
0.15 -0.0226 0.65 -0.2983 1.15 -0.8147
0.20 -0.0374 0.70 -0.3399 1.20 -0.8781
0.25 -0.0554 0.75 -0.3838 1.27 -0.9702
0.30 -0.0764 0.80 -0.4300 1.32 -1.0385
0.35 -0.1003 0.85 -0.4784 1.37 -1.1088
0.40 -0.1269 0.90 -0.5291 1.42 -1.1810
0.45 -0.1561 0.95 -0.5819 1.47 -1.2552
0.50 -0.1879 1.00 -0.6369 1.52 -1.3314
GEOMETRIA DEL BARRAJE
Donde e>0.30m y h = P+Ho-Yn-Z
Según TARBIMOVICH: h = 1.7260 m
t = 0.2*q^0.5*h^0.25 t = 0.29 m
tenemos: e = 0.40 m Asumimos e= 0.40
DENTELLONES:
Y1 = (1,0 a 1,5)*h m
Y2 = 0,30*h (nunca menor de 1m)
Se recomienda: Y1 = 2.16 m
Y2 = 0.52 m
Se tiene: Y1 = 2.00 m
Y2 = 0.500 m Optamos Y2 = 0.50 m.
Se toma:
7.- DISEÑO DEL ESPESOR DEL SOLADO
CONTROL DE FILTRACION:
Segùn LANE:
4.70 m
5.56 m
Lf = 6.55 m
Según BLIGH : Lf = C*H Lf : Longitud de recorrido de la filtración
H : Carga hidràulica efectiva, que produce filtraciòn e igual a la diferencia
EL ESPESOR: esta debe ser suficiente para resistir el impacto del agua en su máxima ocurrencia.
Este valor de "t" por seguridad
debe multiplicarse por un
factor que puede tomarse
entre: e = (1.1 a
1.35 )*t
Lf = 1/3*S Lh+S Lv
S Lv =
S Lh =
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1 del hidrostático entre aguas arriba y aguas abajo de la cortina
C : Coeficiente que relaciona la carga compensada
Para: C = 3.50 Grava media
H = 2.16
Lf ´ = 7.56
Comparación: Lf > Lf '
Lf = 6.55 m
Lf ´ = 7.56 m
Como Lf > Lf ', entonces las dimensiones son adecuadas por efectos de percolación.
El valor de la supresión se estima por: Sx = b * c' * (Yx-Lx/L*H)*Wa
Donde: b : ancho de la sección normal
c ' : factor de supresión que depende de la porosidad del material, asumimos c ' = 0.50
Sx : supresión a una distancia X (kg/cm2)
Yx : carga hidrostática en el punto X=H+H'
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1Lx : longitud compensada hasta el punto X(m)
Wa : peso volumétrico del agua
H ' : desnivel entre el agua debajo de la cortina y el punto que se está estudiando
Cálculo para diferentes puntos:
H = 2.19 m
Hx=1.50+H'
Lx=1/3*Lhx+Lvx
H/L= ?
Supresión en los puntos críticos:
Sx=1*.5*(5.689+H'-H/L*Lx)*1000
Puntos: Sx H H/L Lx
B = 1,061.20 1.65 0.367 2.80
C = 1,250.82 1.65 0.367 1.77
D = 635.67 0.75 0.367 2.67
E = 453.88 0.60 0.395 3.02
F = 290.40 0.60 0.293 5.19
G = 1,170.92 1.45 0.122 4.99
H = 1,163.80 1.45 0.122 5.10
I = - 0.00 - -
La supresión crítica que puede causar una falla se presenta en el tramo "Y1" y "Y2", que equivale a los puntos E y F.
e = 4/3*((Sx-Yi*Wa)/Wm)
ESPESOR DEL SO Donde: Wm : peso volumétrico del concreto
Fórmula: Yi : tirante de agua en la sección considerada
Y1 = 0.21 Y2 = 1.63
Para la zona Y1y Y2 Wa = 1000 Wa = 1000
Wm = 2400 Wm = 2400
Sx = 453.88 Sx = 290.40
e = 0.13 m e = -0.7425 m
Asumimos e=0.40 m. e = 0.50 m ,
8.- DISEÑO DEL ENROCADO DE PROTECCION O ESCOLLERA:
Lt = 0.64*C*(Dd*q)^0.5 - Lc e>=0.30
Se diseña para contraDonde: Lt : longitud total de la escollera
Según BLING: C : coeficiente de Bling
Dd : altura comprendido entre la cota de la cresta y la cota estrema aguas abajo.
q : caudal por metro lineal
Lc = 0.60*C*d d = Db-Yn
q = 1.64
Dd = 1.60
Yn = 0.68
C = 6.00 (arena-grava mezclados y arcilla)
d = 0.92
Lc = 3.32
Lt = 3.00 m
9.-CAPACIDAD DE LAS COMPUERTAS DE LIMPIA:
*
Q limpia = 2*Q capt ó Q medio río
La compuerta de limpia se diseña para evacuar los sedimentos que se acumulan a espaldas del barraje, y debe
tener una capacidad Q limpia = 6.20 m3/s
* Para nuestro caso Q limpia = 10 m3/s por que se tiene dos compuertas de limpia. Vc = 1.5*C*d^0.5
donde:
C = 3.80 C : coef. en función del tipo de material, para grava y arena
d = 0.254 m d : diámetro del grano mayor d = 10" (asumido).
Vc = 2.87 m/seg La velocidad de arrastre de los sólidos depositados:
Lc = 0.90 m
H = (P+H0)-Y1
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1* B = Q/q q = Vc^3/g
q = 6.89 m3/seg/m
El ancho del canal s B = 0.90 m se asume B= 0.30
Q = 2.07 m3/seg (verificación)
*
La velocidad de limpia debe variar entre 1.5 Qo = Cd*A*(2*g*H)^.5 H = 5.689-a/2 A = 1.15*a
Aplicamos la relació donde: Cd = 0.60
- Para la máxima descarga: Asumir a = 0.2 m Se tomará: a = m
A = 0.230 m2 Nueva: A = m2
H = 2.31 m
Q = 0.93 m3/seg 0.05
V = 61.87 m/seg 0.02
P = 1.60 m
- Para la carga de (H=P), cuando alcanza a P Cd = 0.60
Asumir a = 0.04 m
A = 0.05 m2
H = 1.60 m
Q = 0.16 m3/seg
V = 3.37 m/seg
* Sc=n^2*g^(10/9)/q^(2/9)
n = 0.015
Cálculo de la pendiente del canal de Limpia: q = 6.89 m3/seg/m
Sc = 0.0019 La pendiente es muy pequeño por tanto se
se modificará Sc, e asume la pendiente con el Sc = 0.075
* que estaría a 0.1 m por encima del fondo del barraje por el cual :
n = 0.015 Cálculo de la velocidad:
Se calcula el tirante Y1 con la fórmula de Ma Y1 = 0.04 m V = 2.49
A = 0.04 m2 q = 0.09
P = 1.222 m
Q = 0.10 m3/seg m/seg
m3/seg/m
Aguas arriba: Z=P+Ho 2.405
Cálculo de Y2:
Eo=E1; Z+P+Ho=Y1+V1^2/(2*g)+hf(0-1)
Aplicando ecuación dZ'=Y1+(1+K)/(2*g)*Q^2/(Le^2*Y1^2)-(P+Ho)......(a)
Y2=-Y1/2+(Y1^2/4+2*V1^2*Y1/g)^.5
Aplicando el tirante Y2=-Y1/2+(Y1^2/4+2*Q^2*Y1/(g*Y1*Le^2)^.5.......(b)
Z´´=-Y1/2-Yn+(Y1^2/4+2*Q^2/(g*Le^2*Y1))
Además: Y2=Z+Yn luego: Z''=Y2-Yn........© K= 0.1
Z' Z´´ Yn= 0.679
La ecuac. (b) en © y -1.565 1.390
Y1(m) 0.5
0.8396
Pero el valor de Z 0.107 Y2= € 0.0020
Entonces: 0.037
V1=q/Y1(m/s) Z=0.60m
N° Froude= -0.598
Y2=Yrío+ Z
Yrío(m)=
Lr = 4.5*(Y2-Y1)
* La longitud del resalto: Lr = -4.00 m
Según VILLASEÑOR: Lr = 2.5*(1.9*Y2-Y1)
Lr = -2.09 m
* Según PAVLOSKI Lr = 5*(Y2-Y1)
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1Lr = -4.19 m
*Según BAKHMETEV-MAZTHE
09.- DISEÑO DE LA VENTANA DE CAPTACION
Se tomará L=16 m el cual se encuentra dentro de la longitud del colchón disipador:
Q cap = 3.09 m3/seg
09.1.- VENTANA Y max = 0.68 m
Datos: Ho = 2.41 m
Umbral = 0.40 m
Q = Cd*A*(2*g*h)^0.5 donde: Q : Caudal de captación
Cd : Coeficiente de descarga
Fórmula: A : Area del orificio
g : Aceleración de la gravedad
h : Carga sobre el orificio
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DISEÑO DE BOCATOMA DE LA CUENCA N° 1
Qd = 3.40 m3/seg
El caudal de derivacCd = Cv*Cc h = Ho - alt.vent - a/2
Qd = 1.1*Q cap
Además: 0.99 Cc = 0.607
Luego iterando se tiene: Se diseña con:
Cv = 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60
Cálculo para Máxima 0.60 0.35 0.30 0.25 0.20 Longitud ventana
Cd = 0.3 0.15 0.13 0.12 0.09 Altura ventana
Asumir L (m) = 0.18 0.05 0.04 0.03 0.02 Area neta
Asumir a (m) = 1.86 1.93 1.94 1.95 1.96
A (m2) = 0.65 0.19 0.15 0.11 0.07 >=0,10 m3/s
h (m) =
Q (m3/seg) = 0.99 Cc= 0.607
Cv= 0.601 0.601 0.601 0.601 0.601
Cálculo para condici 0.10 0.15 0.20 0.25 0.40 Longitud ventana
Cd = 0.15 0.18 0.2 0.22 0.2 Altura ventana
Asumir L (m) = 0.02 0.03 0.04 0.06 0.08 Area neta
Asumir a (m) = 0.28 0.29 0.30 0.31 0.30
A (m2) = 0.02 0.04 0.06 0.08 0.12 >= 0.10 m3/s
h (m) =
Q (m3/seg) = Altura ventana captación 0.20 m
Longitud ventana captación 0.30 m
Se toma los valores siguientes: Area neta vent. Capt. 0.06 m2
LONGITUD DE LA VENTANA:
Lt = L+C1+C2
C1 = N*e C2 = (1-Et)*L N = (L-a)/a
Lt : Longitud total de la ventana
Además: C1 : Coeficiente por efectos del barrote
donde: C2 : Coeficiente por eficiencia de funcionamiento
L : Longitud neta de la ventana
Et : Grado de eficiencia del funcionamiento (85% asumido)
N : Número total de barrotes
e : Espesor de barrotes, se considera 5/8" = 0.159 m, por ser más comercial en el mercado local
a : Espaciamiento de barrote a barrote = 0.10 m
L = 0.30 m
Reemplazando valores se tiene: C1= 0.03
C1 = (L-0.10)*0.159 C2= 0.05
C2 = 0.15*L Lt = 0.40 m una ventana
Altura ventana captación 0.20 m
Ancho ventana captación 0.40 m una ventana
Resumen: Area ventana captación 0.08 m2
10.1.- ANALISIS DE LA CRESTA DE INGRESO DE LA VENTANA
X = V*t
Y = - 1/2*g*t^2
Se sabe que para un punto "P" cualquiera se tiene las siguientes deducciones:
X^2 = - 2 * V^2 * Y/g ...... (a)
V = Cv * (2*g*H)^0.5 ........ (b)
Despejando "t" e igualando, se tiene: X^2 = - 4 * Cv^2 * h * Y ..... (c)
Además:
Reemplazando (a) y(b):
Esta es la ecuación que corresponde a la trayectoria del chorro de agua, que hace su ingreso porX^2 = - 4 * h * Y ............... (d)
para efectos del trazado de la cresta, en la ecuac (c) se obvia el coeficiente de velocidad Vc y se calcula a partir de:
h = Ho - alt.vent - a/2
Si se considera para la situación más crítica h = 1.905 m