Hoja1

CODIGO UNIVERSITARIO2102056999LETRA EQUIVALENTEJIHGFEDCBA

TRABAJO PRCICO N01

1)Calcular a los parmetros crticos de un canal de seccin rectangular de 4,00mde ancho por el cual circula un caudal de 48 m3/seg (radio hidrulico crtico, velocidad crtica, profundidad crtica, nmero de Froude, pendiente crtica).

PARA FLUJO CRITICO

Fr = 1

PROFUNDIDAD CRITICA

CAUDAL48b4GRAVEDAD9.81

yc =2.45

VELOCIDAD CRITICA

g9.81D2.45

Vc = 4.90

RADIO HIDRAULICO

R = 1.10

SABEMOS QUE EL CANAL ES DE HORMIGONn = 0.015

POR LO TANTO

S = 0.26

Hoja2

2)Dado un caudal 48 m3/seg se quieren conocer los parmetros crticos que se obtendran si el mismo escurriera por un canal trapezoidal de b = 3,14 m y z1 = 2,4 y z2=1.8

CAUDAL48b =3.14Z1 =2.4Z2 =1.8Si F = 1

ycATA^3/TQ^2/g0.10.343.560.01234.860.52.105.241.75234.8615.247.3419.60234.861.26.798.1838.30234.861.59.449.4488.97234.861.610.409.86114.08234.861.923713.8111.22234.84234.86

A1A2A3h1h20.010.310.010.260.210.301.570.231.301.031.203.140.902.602.061.733.771.303.122.472.704.712.033.903.093.075.022.304.163.294.446.043.335.003.96

Velocidad Critica:

Vc =4.34

Radio hidraulico:Perimetro mojado12.10

R =1.14

Hoja3

3)Dimensionar un canal rectangular de hormign para que pueda conducir por el mismo 4,85 m3/seg si la pendiente del terreno es de 0,0048 m/m. Determinar el cual circula el agua.

CAUDAL 4.85PENDIENTE0.0048

POR CRITERIO DE MINIMA ENERGIA

AREAbyRADIO HIDRAULICO by/(b+2y)

POR CRITERIO DE MINIMA RESISTENCIA

b = 2y

REEMPLAZAR

DESPEJANDO

n =0.015

y = 0.93

SABEMOS

Q = AV entonces V = Q/A

y = 1.07, b = 2y = 2* 0.93 =1.87

REEMPLAZAR

F =0.92

F = 0.92; cuando F < 1 el flujo es subcritico

Hoja44)Dimensionar un canal de hormign trapecial utilizando el criterio de mnima resistenciapara un caudal de 48m^3/seg si la pendiente del terreno es de 1%. Determinar los par-metros crticos.

CAUDAL48PENDIENTE0.001n = 0.015

CONDICIONES PARA UNA SECCION HIDRAULICA PTIMA DE UN CANAL TRAPEZOIDAL

Z = 0.577

ECUACION DE MANNING

n*Q/s^(1/2) =22.77

SABEMOS

ycPARA*R^(2/3)13.461.730.501.0926.936.931.006.93310.3915.591.5020.43413.8627.712.0043.994.09914.2029.102.0546.95

Yc = 4.099

De la Figura 7.1 del Libro Hidraulica de Canales Abiertos de Ven Te Chow, obtenemos que el borde libre para el caudal dado es BL =

ANCHO DE FONDO

b =0.4

TIRANTE CRITICO

Q^2/g =

YcTAA^3/T0.400.000.000.400.000.000.400.000.000.400.000.00

Yc = 0

RADIO HIDRAULICO

Rc = 0

VELOCIDAD CRITICA

Vc =ERROR:#DIV/0!

PENDIENTE CRITICA

Sc = ERROR:#DIV/0!

NMERO DE FROUDE

Fr =ERROR:#DIV/0!

Hoja5

5)Dimensionar un canal de seccin trapecial aplicando el mtodo de los tanteos, con los siguientes datos: Q = 4,85 m3/seg, s = 0,004, z1 = 1,4, ; z2 =2.8 n = 0,024, b = 4.81 m, vadm = 0,4 m/seg

Q =4.85S =0.004Z1 =1.4Z2 =2.8n =0.024b =4.81Vadm =0.4

A*R^(2/3) =1.84

y (m)P (m)A (m2)R (m)A*R2/3V (m/s)0.15.280.520.100.110.110.36.221.760.280.760.360.46.692.480.371.280.510.5387.343.200.441.840.66

A1A2A3h1h20.010.480.030.170.300.061.440.250.520.890.111.920.450.691.190.202.590.410.931.60

V (0.66 m/s) > Vadm (0.40 m/s)

Con los datos obtenidos no verifica la velocidad admisible. Para solucionar esto podemos cambiar la pendiente, revestir o proponer un salto o cada.

Q =4.85S =0.004Z1 =1.4Z2 =2.8n =0.01b =4.81A*R^(2/3) =0.77Vadm =0.4

y (m)P (m)A (m2)R (m)A*R2/3V (m/s)0.15.280.500.100.100.100.25.751.050.180.340.220.36.221.630.260.670.340.3256.341.790.280.770.37

A1A2A3h1h20.010.480.010.170.300.030.960.060.340.590.061.440.130.520.890.071.560.150.560.97

V (0.37m/s) < Vadm (0.40 m/s)

Hoja66)Dado un canal de tierra de seccin trapecial que evacua 2,48 m3/seg con una pendiente de fondo de 0,0048 m/m. El canal tendr una longitud de 14852m y aguas abajo del mismo se ubicar una alcantarilla. La cota de terreno en el punto de ingreso a la alcantarilla es de 425,8msnm. Disear el canal ptimo en seccin trapecial. Verificar el funcionamiento hidrulico.LONGITUD CANAL14852CTingreso425.8CAUDAL2.48PENDIENTE0.0048

DADO QUE ES UNA SECCION TRAPECIAL, LA SECCIN OPTIMA ES LA QUE EQUIVALE A MEDIO HEXGONO CANAL DE TIERRAn = 0.025Vadm =1DISEO DEL CANALEcuacin de Manning:Reemplazando R y A en funcin de "y":y =0.93 y =1.00ENTONCESb =1.15A = 1.73Z = 0.577

TIRANTE CRITICO ycATA^3/TQ^2/g0.10.121.270.000.630.20.251.390.010.630.30.401.500.040.630.40.551.620.110.630.50.721.730.220.630.60.901.850.400.630.691.071.950.630.63El tirante normal es mayor que el tirante crtico significa que el rgimen es subcrtico

Hoja77)Un canal de tierra (n= 0,024) de seccin trapecial, con ancho de fondo: 4.58m, pendiente de fondo: 0,0024, con taludes laterales: z1 = 2,4 ; z2=1.4 con una longitud de 500 m y cota de fondo: 750 msnm, evacua un caudal de 1,50 m3/seg. Luego de los 500m se necesita ejecutar un salto de 1,60m el cual ser revestido en hormign y de seccin rectangular, luego el canal se contina aguas abajo por 700 m ms.Se solicita:* Disear el canal de tierra, verificar si el mismo es estable. De no serlo recomendar la forma de resolverlo.* Verificar el rgimen de escurrimiento.*Realizar la transicin a la seccin rectangular.*Realizar un plano controlando las revanchas del canal, para lo cual ser necesario realizar el perfil hidrulico del mismo.Datos:CAUDAL1.5n = 0.024ANCHO DE FONDO4.58S = 0.0024Z1 = 2.4Z2 =1.4LONGITUD500CTfondo750

7 - a)Disear el canal de tierra, verificar si el mismo es estable. De no serlo recomendarla forma para resolverlo.ECUACION DE MANNINGA*R^(2/3) =0.73y (m)P (m)A (m2)R (m)A*R2/30.110.420.480.050.060.210.850.990.090.200.311.291.550.140.410.41511.782.230.190.73A1A2A3h1h20.010.460.010.260.170.050.920.030.520.340.111.370.060.780.520.211.900.121.080.71VELOCIDAD DE FLUJOV =0.67De la tabla 7.3 del libro Hidrulica de Canales Abiertos de Ven Te Chow (pag 163), para n = 0,023 se obtiene:Vadm = 3.5pies/segVadm =1.07m/segDado que la velocidad obtenida para el canal dado es mayor a la admisible, por este motivo se presentara una erosin.a.-Aumentar la seccion del canalb.-Aumentar la rugosidad del terrenoc.-Disminuir la pendiente del terreno7 - b)Verificar el rgimen de escurrimientoA^3/T = 0.23ycATA^3/TA1A2A30.10.484.960.020.010.460.010.150.735.150.080.030.690.020.20.995.340.180.050.920.030.2151.075.3970.230.060.980.037 - d)Realizar un plano controlando las revanchas del canal, para lo cual ser necesario realizar el perfil hidraulico del mismo.b =4.58