Descripción: Memoria Descriptiva de Calculo Hidraulico
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DISEÑO DE TOMA - TIPO TIROLESA
* condición que el azud se sobre-eleve como máximo 10 cm por encima del borde superior de la rejilla. * Diseñar la rejilla y calcular el caudal de ingreso máximo para una crecida de Qmáx.= 20 m3/s. DATOS Q ANCHO QUEBRADA PENDIENTE Q Max. a (distancia entre barras) b (distancia entre ejes) g β
: : : : :
: : : : : (1.27 +2) cm : : : : :
0.22 7 0.001 42.54 0.02 0.033 9.81 30
m3/s m m/m m3/s m m m/s2 °
1.- CALCULO DE REJILLA 1.1 Rejilla. Material de construcción: según disponibilidad en el mercado, se define la construcción de una rejilla de pletina de hierro, de ½” de espesor x 4” de altura. * Se adopta una separación entre pletinas de: a = 2 cm * Distancia entre ejes de pletinas: 2 + 1,27 b = 3,27 cm ≈ 3,3 cm 1.2 Según las recomendaciones de la literatura, se adopta un ángulo de inclinación de β = 30º para la rejilla. 1.3Tirante Crítico hcr = 0.047 m
m ℎ𝑐𝑟 =
3
𝑄2 ∗𝑔
𝐵2
1.4 Coeficiente de rejilla c. c = 0.293 m
𝐶 = 0.60 ∗
1.5 Coeficiente de descarga μ. * Usaremos de tipo rectangular.
μ = 0.650 m
*(de grafico 01)
𝑎 ∗ (𝑐𝑜𝑠β)3/2 𝑏
1.6 Profundidad del agua en el borde superior de la rejilla h .
Coeficiente "Kc" de acuerdo con el ángulo de inclinación β (grados)
Kc
β (grados)
Kc
5 6 8 10 12 14 16 18
0.952 0.944 0.927 0.910 0.894 0.879 0.865 0.851
20 22 24 26 28 30 32 35
0.837 0.825 0.812 0.800 0.789 0.778 0.767 0.752
Kc = 0.674 m
K𝑐 = 0.778 ∗ 𝑐𝑜𝑠β ℎ = ℎ𝑐𝑟 ∗ 𝐾𝑐
h = 0.031 m 1.7 Cálculo del ancho de la rejilla L.
2 3
Q = ∗ c ∗μ*B*L* 2 ∗ g ∗ h
* despejamos L. L = 0.316 m 1.8 Longitud adoptada L adoptada L*1.2
0.379 m
0.500 m
1.9 Verificación del ingreso máximo de agua - Altura de agua sobre el azud para la crecida máxima. De la fórmula simplificada de vertedores: 𝑄 2 H = 2.218 m H=( )3 𝐶∗𝐿 *La velocidad se obtiene aplicando el software Hcanales.
c=1.84
Datos: Q =
42.54m3/s
Base
=
7.00 m
Pendiente =
0.001 m/m
2.7609
Altura minima de muro = Borde libre de 25% de altura Minima. = Borde libre por Velocidad de Llegada (V^2)/2g Altura del Muro de Encausamiento SE ADOPTA LA ALTURA DE MURO = * Tirante Crítico
2.218 m 0.555 m = =
0.389 m 2.772 m 2.80 m
hcr = 1.479 m
hcr =
* Altura de entrada de agua por la rejilla h
2 ∗𝐻 3
h =Kc*hcr
hcr = 0.996 m * Caudal máximo de entrada de agua por la rejilla Qmax hcr = 1.965 m3/s
2 3
Q = ∗ c ∗μ*B*L* 2 ∗ g ∗ h
* Caudal con el que debe diseñarse el aliviadero lateral de la toma.
2.- DISEÑO DEL CANAL COLECTOR Q = 0.22 S = 3%
* El canal colector tiene la función de recibir y transportar el caudal que ingresa por la rejilla, así como el material sólido que logra pasar a través de ella; por tanto, la sección transversal del canal colector debe ser dimensionada para evacuar el caudal de diseño de la toma 2.1 Base del canal Bcanal. B colector = L * cosβ
B = 0.500 m *
t =B
t = 0.500 m t = Profundidad del canal colector 2.2 Tirante de agua en el canal d
* El tirante d se obtiene aplicando el software Hcanales. d = 0.321 m v = 1.715 m f = 0.967 m
SUBCRITICO
2.3 Altura del Canal h = 1.25*d H = 0.500 m * Altura de canal que se adopta en el extremo inferior del canal. En el extremo superior, según la pendiente adoptada del 3%, el canal estará 0.18 m por encima de la cota de salida, pero manteniendo las mismas dimensiones . * Dimensiones del Colector b = 5.500 m H = 0.500 m
* La pendiente "Imin", recomendad para el canal colector de la toma es de 3% a fin de eliminar los sólidos en suspensión que pasan a través de la rejilla
TOMAR
I min (%) = I min (m/m) = I min (º) = I min (º) =
3 0.030 1.719 2
* Si el diseño no se ajusta a las condiciones locales puede variarse la pendiente del canal (I) entre otros parámetros menores. Conocidos los parámetros mencionados: caudal de diseño, talud del canal colector ( por lo general rectangular e igual a "0"), ancho del canal, pendiente y longitud del canal se dimensiona el canal colector para condiciones de flujo subcritico. Para determinar las dimensiones del canal colector se determina la profundidad (Yc) y velocidad critica (Vc) del canal, la cual se determina por la siguiente expresión:
Yc = 0.270 m
ℎ𝑐𝑟 =
𝑄2 ∗𝑔
3
𝐵2
1
Vc = 1.628 m/s
H = (𝑔 ∗ 𝑌𝑐)2
* La altura del agua al final del canal equivale a:
H2 = 0.297 m ** Tomamos
H2 = 1.10*Yc
0.300 m
* Se elige un rango de seguridad igual a: P = 0.50*H2
P = 0.149 m ** tomamos P=0.50. Donde P≥
0.500 m
* Ancho del muro
e = 0.300 m * Longitud del canal Colector 𝑏+𝑒 cos 𝐼 * La altura correspondiente a la pendiente del canal es:
b'' = 5.804 m
b′′ =
h'' = 0.203 m ** Tomamos
h''= b′′ ∗ sen I
0.250 m
* La altura inicial del agua en el canal es:
H1 = 0.320 m ** Tomamos
H1 =
2∗
𝑌𝑐 3 𝑏 ′′ ∗ 𝐼 2 𝑏 ′′ ∗ 𝐼 + (ℎ2 − ) − ∗2 ℎ2 3 3
0.350 m
* La profundidad del Canal Colector (t) es:
t = 1.022 m ** Tomamos
t= P + H1 + h′′
1.100 m
* La altura de salida del desarenador es (H3):
H3 = 0.797 m ** Tomamos
0.800 m
* La velocidad del agua al final del canal colector equivale a:
Vf = 1.480 m
Vf 1.480 m
Vf =
< < ok!
* El numero de Barras en la toma de agua es igual a:
