taller nº 02
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datos :Arena fina - gruesa : d= 0.2 mm
Q 7 m^3/sk= 44
solucion
1) DISEÑO DEL CANAL
A = 1.73*YT = 2.309*Y según dato T = 3 mY = 1.299 mQ = A * V dimenciones:V = 3.114 m/s T = 3 m
b= 1.5 mY= 1.30 m
2) CALCULO DE LA VELOCIDAD DE FLUJEO
v = a * (d)^1/2 cm/sv = 19.68 cm/sv = 0.197 m/s De acuerdo a la tabla de baja velocidad (0.20 - 0.60 m/s)
3) CALCULO DE LA VELOCIDAD DE CAIDA
a) Arkhalgelski
d = 0.2 mmw = 2.16 cm/sw = 0.022 m/s
b) Nomograma Stokes y
w = 0.025 m/s sengun sellerio
Se propone diseñar un desarenador de baja velocidad (V 1 m/s) con el objetivo de separar y remover despues el material solido que lleva agua de un canal de caudal Q= 7 m^3/s
De acuerdo a la tabla 3.0 velocidades de sedimentacion w calculado por Arkhangelski (1935) en funcion del diametro de particulas
c) Owens
d = 0.197 m/sk = 8.25 - 1-28 = 4.8
s = 1.65 gr/cm^3 peso especifico del sedimento
w = 0.0547 m/s
d) Scotti - foglieni
d = 0.2 mm
w = 0.0554 m/s
se tomara el promedio de los W optenidos
Arkhalgelski Nomograma Stokes Owens Scotti - foglieniw (m/s) = 0.0392 m/s
w (m/s) 0.0216 0.025 0.0547 0.0554
4) CALCULO DE LAS DIMENCIONES DEL TANQUE
Ancho del desarenadorQ = (b*h)*vb = 7.9 m azumimos h= 4.5 m
longitud del desarenador
L = (h*v)/wL = 22.60 = 23.00 m
tiempo de sedimentaciont = h/wt = 114.85 = 114 s
volumen del agua conducidaV = Q*tV = 798 m^3
se verifica que :verificando la capacidad del tanque Vtanque › V agua okV = b*h*lV = 818
5) CALCULO DE LA LONGITUD DE TRANSICION
Lt = (T1-T2)/(2*tag(22.5°)
T1: b= 7.9 mT2: Espejo del canal = 2.5 m
canal antecedente a la transicion posee las siguientes caracteristicas
- seccion :- base del canal:- tirante:- velocidad:
N reynolds:
entoncesLt = 6.5 m
6) CALCULO DE CAIDA DE FONDO
Δz = L*S
S = 3 %Lt = 23.00 m
Δz = 0.7 m
7) CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DEK DESARENADOR FRENTE A LA COMPUERTA DE LAVADO
H = Δz + h
H = 5.2 m
8) CALCULO DE LAS DIMENCIONES DE LA COMPUERTA DE LAVADO
Q = Cd*Ao*(2*g*h)^0.5
Q = 7 orificio ahogadoCd = 0.6Ao = 1.21 area de la compuertah = 4.6 carga sobre el orificiog = 9.81 m2/s
Ao :Ao = 1.23 m^2 b = 1.1 m
h = 1.1 mA = 1.21 m2
9) CALCULO DE LA VELOCIDAD DE SALIDA
v= Q/AoVelocidad erosiva : mayor a 6 m/sv = 5.691 m/s velocidad no erosiva…. BIEN
DISEÑO DE ALCANTARILLA
caracteristicas del canal :
Q : 1.2 m3/sS : 0.001 m/m
rugozidad : 0.014base del canal : 1.2 m
tirante arriba : 0.8 mtirante abajo : 0.8 m
velocidad : 0.7 m/stalud del camino : 1.5 m
cota 1 : 100 m
1) SELCCIONAR EL DIMETRO DE LA ALCANTARILLA
D = 1.0954 = 1.2 mD = 43 = 48 pul
2) CALCULO DE LA (COTA 2)
= 1.028 m/s velocidad en la alcantarilla= 0.7 m/s velocidad en el canal
En el sistema de riego matarcocha se ha diseñado un camino de acceso a la zona de captacion, el mismo que cruza el canal principal en el KM 01+750 por tal razon se requiere diseñar una alcantarilla para evitar cortes en el flujo.
Va
Vc
𝑞𝑚𝑎𝑥=𝐷^2𝐷=√𝑞𝑚𝑎𝑥
𝑉=𝑄/𝐴
cotan (1) + tirante aguas arriba = nivel de carga aguas arriba100 + 0.8 = 100.8
- = cota (2)
100.8 - 1.166 = 99.6
cota (2) = 99.634 m
3)
= 4*D= 4.88 m= 4.88 m
4) LONGITUD DE LA TUBERIA
cota cam. = 102.8 mcota (2) = 99.6 mtalud = 1.5 m
= 5.5
L tuberia = 9.7 m
5) CALCULO (COTA 3)
h = 0.0097cota (3) = 99.625 m
5) CALCULO DE LA (COTA 4)
cota (3) + = cota(4)99.625 + 1.166 = 100.790
cota (4) = 100.790 m
carga aguas arriba
CALCULO DE LAS LONGITUDES EN TRANSICION, AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO (Lt)
Lt
Lt
Lt
ancho de camino
(Δh( cota(1)-cota(2))
(𝐷+1.5 〖𝑣𝑐〗 ^2/(2∗𝑔))
𝐿=2((𝑐𝑜𝑡𝑎𝑛 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛𝑜−𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑎𝑙𝑐𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟𝑖𝑙𝑙𝑎)/(𝑡𝑎𝑙𝑢𝑑 )) + ancho del calmino
ℎ=𝑆%∗𝐿tub
6) CALCULO DE LA CARGA HIDRAULICA DISPONIBLE
carga(1) = 100.800cota(4) = 100.790
Δh = 0.010 ≥ perdidas de carga
perdidas = 0.02 mm
7) CALCULO DEL BALANCE DE ENERGIA ENTRE (1) Y (4)
perdidas = Pp + Pf + Ps
= 0.0125
= 0.0162
= 0.005 f = 0.025
Perdidas = 0.0337
E1 = cota (1) + V1 + v^2/2*gE1 = 100.82
E4 = cota (4) + v^2/2*gE4 = 100.82
POR LO TANDO :E1 ≥ E4 SI SE CUMPLE
∆ℎ=𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴
𝑃𝑒=0.5∗𝑣^2/(2∗𝑔)𝑃𝑠=0.65∗𝑣^2/(2∗𝑔)
𝑃𝑓=𝑓∗𝐿/𝐷∗𝑉^2/(2∗𝑔)
DISEÑO DE CANOA
area = 3.5 km2intensidad = 1.9 mm/h
S% = 5 %rugosidad = 0.05
escurrimiento = 0.6
SOLUCION
1) CAUDAL QUE PASARA POR LA CANOA
Q = 1.11 m3/s
2) CALCULO DE LA VELOCIDAD DE FLUJO EN LA CANOA
asumiendo : ancho de quebrada 2.5 m altura de los alerones 0.35 m
b = 1.5 mY = 0.583 mQ = 1.11 m3/s
entonces Y mas borde libre: 0.80 m
V = 1.27 m/s ≥ 0.625 es mayor que una velocidad e sedimentacion
3) FLUJO EN LA CANOA
q = 0.739 m3/s
Ycrit = 0.501 mVcrit = 1.477 m area crit = 0.751
Y ≥ Ycrit cumpleVc ≥ V cumple
4) LONGITUDES DE TRANSICION
Lt = T1-T2 = 2.5-1.5 = 2.26m
En el sistema de matarcocha por el canal principal cruza la quebrada SARINABAMBA , para evitar daños en el canal se debe proyectar una canoa que deriva sus aguas hacia el margen izquierdo, se recomienda , por la fuerte quebrada estos deben ser relativamente altos por el arrastre de gruesos.
𝑄=0.278∗𝐶∗𝐼∗𝐴
2Tg(25/2)
5) CALCULO DEL BORDE LIBRE
H = 1.3Y t = H - YH = 1.3(0.59) t = 0.77 - 0.59H = 0.77 t = 0.18 = 0.2
6) CALCULO DE LA LONGITUD DE PROTECCION
Lp ≥ 3Y
Lp ≥ 3(0.59)
Lp ≥ 1.8
2Tg(α/2)