Ejemplo de Aplicación Solución: 1. La toma se utilizará solo para operación del embalse. 2. Cota mínima para la que se quiere tener el gasto de diseño CD=105 m 3. Cálculo de la carga bruta de diseño: que para esquema de la figura 1.4 resulta: 4. Comprobar que: 5. Determinación del ancho inicial de la galería: Luego por especificaciones constructivas se toma b = 1,5 m. 6. Determinación de las pérdidas en el sistema. Se asume la altura del tramo forzado h1 = 2,2 m. DATO S: Q= 9m3/s 129 m CD= 105 m CI= 90m Li= 155 m Lf = 100 m n= 0.017 Ab= 9m2 S0= 1% Ycom = 1.2 m Se requiere diseñarunaobrade tom ade acuerdo alafigura, segùn lossiguientesdatos: Cotade inicio Cotade diseño NAN Gasto de diseño Longitud del tram o con régim en libre de circulación Longitud del tram o con régim en forzado de circulación Coeficiente de rugosidad del horm igón Areade lasección transversal de latorre Pendiente de lagalería Tirante comando al final de la galería HT=CD -CC HT= 16 m HT=105-(90-100x0.01) HT =CD -[CI -LfS0] ொ? ொ? ? ?ͳǤͺ ϱ ϮϮ Ϯ ?ͳǤͺ?? ݇ ͻ ͳ? ? ͳǤͺ b =1.2 1.2<1.5 ܾொ?ͲǤͺ ܳ ܪொ? Tom ando Kb = 0.1 ysabiendo que Vb =Q /Ab =9/9= 1m /s, resulta hb= 0.005m V= 2.727m /s Kg =1.2 paralacom puerta de operación según el dato del fabricante Kg =0.1 paralacom puerta de em ergenciaconsiderándola totalm ente abiertaylasguía com o únicascausantesde laspérdidas hgo = 0.456m hgc= 0.04m hgt= 0.496m e)Pérdidasen loscontroles. c)Pérdidasen el cam bio de dirección d)pérdidasporfricción. ݄? ொ? ܭ? ܸ? ݄? ொ? ݊? ܮ? ܸ? ܴ?Ȁ? ொ? ͲǤͲͳ? ? ?ͳͲͲ??ʹǤ?ʹ?? ? ͵Ǥ͵ ͶǤͶ?͵ǤͲ ?Ȁ? ொ?ͲǤ?͵ ݄݉? ொ? ܭ? ܸ? f)Total de pérdidas Kc=0.7(selccionando entradacon aristasvivas) hc= 0.266 m Vr= 1m /s s= 0.03 m b1= 0.1 m β= 2.42 (de tabla) α1= 90° (tom ando rejillatipo cajón) resultante Vt= 0.77 m /s; Kt= 0.486 y ht= 0.00147 m b)Pérdidasen larejilla. a)Pérdidasde entrada ݄? ொ? ܭ? ܸ? ? ܸ? ொ? ܳ ܣ? ொ? ͻ ʹǤʹ? ͳǤͷ ொ?ʹǤ?ʹ? ݉Ȁ ݏ݄௧ ொ? ܭ௧ ܸ௧ ? Ǣܸ௧ ொ? ܸ? ͳ? ݏܾ? Ǣ ܭ௧ ொ?? ݏܾ? ?Ȁ? ݊ ݁ ݏ? ? 9. Determ inación de lacarganetade diseño. /HT = 8,82% , valorligeram ente inferiora10% , pero no se puede aum entarporque ello solo esposible dism inuyendo b y/o h1 yen am bos casos yase tom aron los m ínim osposibles. 8. Dim ensionarla rejilla. Se haráunarejillatipo cajón con entradaporlosdosladosyporel frente, con un áreabrutatotal Ag: 7. Com probarque lasum ade laspérdidassean de 10a15% de la carga total. ha hc H0 Q error 0,8 0,61 0,488 14,112 11,69 0,299 0,7 0,61 0,427 14,173 10,25 0,138 0,63 0,61 0,384 14,216 9,23 0,025 0,62 0,61 0,378 14,222 9,09 0,01 a partirde laecuación de M anning con el tirante crítico se obtiene Sc= 0.011 11. Verificación del funcionam iento de lagalería. a)Determ inación de lasprofundidadescríticasynorm al y lapendiente crítica. Se selecciona un vano de 1m según recomendaciones constructivas, ya que hidráulicam ente bastaríacon vano =ha/0,8=0,62 /0,8= 0,775m puesesprudente diseñar con la com puertaabiertaun 80% parapoderprevercualquiercontingencia. Se realizam ediante un proceso iterativo que se presentaen lasiguiente tabla: 10. Determ inación de laaberturanecesaria ydel vano. ܻ? ொ? ܳ? ܾ ? ? ொ? ͻ ? ͻǤͺͳ?ͳǤͷ? ? ? ொ?ͳǤͷͶ ݉ܳ? ܵ? ொ? ܣܴ ?Ȁ? ? ܻ? ொ?ͳǤͷͻ ݉Conclusiones De lacom puertahaciaaguasabajo se desarrollaunacurvaS3que com ienzacon Yi=hc=0.38m ypodria term inaren Yc=1.54m si no haysalto De aguasabajo haciaaguasarribase desarrollaunacurvaS2que com ienzaen Yi=Yc(que se encuentraa unadistanciade 3a4vecesYcdel final de lagaleríaen dirección aguasarriba)yterm inaen Yn=1.59m
Ejemplo de AplicacinSolucin:1. La toma se utilizar solo para
operacin del embalse.2. Cota mnima para la que se quiere tener el
gasto de diseo CD=105 m3. Clculo de la carga bruta de diseo: que
para esquema de la figura 1.4 resulta:
4. Comprobar que: 5. Determinacin del ancho inicial de la
galera: Luego por especificaciones constructivas se toma b = 1,5 m.
6. Determinacin de las prdidas en el sistema.Se asume la altura del
tramo forzado h1 = 2,2 m.
