henrry guillermo lojan tenesaca_hidráulica_diseño de la rejilla lateral

TITULACIÓN DE INGENIERIA CIVILHIDRÁULICA I

PROFESOR Ing. Mireya LapoNOMBRE Henrry Guillermo Lojan Tenesaca

PARALELO "B"FECHA 11/15/2015

PRIMERA PARTEDiseñar la ventana de entrada que corresponde a una captación convencional, para lo cual realice una hoja de cálculo, con gráficos correspondientes.

DATOS

Caudal de diseño (Q)Coeficinete por contracción de barrotes o coeficiente por perdida de carga (K)Grosor de barrotes (t)Separación de barrotes (s)Altura de la reja (H)Elevción de aguas sobre la cresta (Hn)Altura del muro desde el fondo del río hasta el umbral de la reja (P1)Altura del muro desde el fondo del disripiador hasta el umbral de la reja (P2)Perdida o desnivel entre superficies de agua (z)Gravedad (g)

DISEÑO CONSERVADOR

% OBSTRUCCIÓN

1. CONDICIONES PARA VERIFICAR QUE EL VERTEDERO ESTA SUMERGIDO

PRIMERA CONDICIÓN

P1 + Hn > P2

P1 1.4 mHn 0.7 mP2 1.5 m

2.1 > 1.5

SI CUMPLE

2. CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE SUMERSIÓN (S)

BAZIN

Hn 0.7 mP2 1.5 mZ 0.1 mH 0.8 m

S 0.574

3. CÁLCULO DE COEFICIENTE DE DESCARGA DEL VERTEDERO (Mo)

Konovalov

H 0.8 mP1 1.4 mg 9.81 m2/s

Mo 1.945937964

4. CÁLCULO DEL ANCHO EFECTIVO DE LA REJILLA (SIN BARROTES)

Q 0.85 m3/sS 0.5462

�=1.05[1+0.2 �_�/�_2 ] ∛(�/�)

K 0.8Mo 1.9441H 0.8 m3/s

b 1.40 m

5. CÁLCULO DEL NÚMERO DE ESPACIOS ENTRE LOS BARROTES

b 1.3983 ms 0.05 m

Ne 27.9668 espaciosNe 28 espacios

6. CÁLCULO DEL NÚMERO DE BARROTES

Ne 28 espacios

Nb 27 barrotes

7. CÁLCULO DE ANCHO TOTAL DE LA REJILLA (CON BARROTES)

b 1.3983 mNb 27 barrotest 0.015 m

B 1.80 m

8. CHEQUEAMOS EL CAUDAL

S 0.5462K 0.8

Mo 1.9441b 1.3983 mH 0.8 m

Q 0.85 m3/s

9.- Diseño conservador - CALCULAR EL NUEVO VALOR DEL ANCHO DE LA REJILLA (b')

b 1.3983 m% obst. 25 %

b' 1.7479 mb' 1.7 m

10.- Diseño conservador - CÁLCULO DEL NUEVO NÚMERO DE ESPACIOS ENTRE BARROTES (Ne')

b' 1.70 ms 0.05 m

Ne' 34.0 espaciosNe' 34.0 espacios

11.- Diseño conservador - CÁLCULO DEL NUEVO NÚMERO DE BARROTES (Nb')

Ne' 34.0 espacios

Nb' 33.0 espacios

12.- Diseño conservador - CALCULAMOS EL ANCHO TOTAL DE LA REJILLA (B')

b' 1.70 mNb' 33.0 barrotest 0.015

B' 2.195 mB' 2 m

13.- Diseño conservador - CHUEQUEAMOS EL CAUDAL (Q)

S 0.5740K 0.8

Mo 1.9441b' 1.70 mH 0.8 m

Q 1.09 m3/s

DESRIPIADOR

ESQUEMA

LA LONGITUD DEL DISRIAPIADOR DEBE SER COMO MIÍNIMA LA LONGITUD DEL SALTO

DATOSQd 1.0859 m3/sB' 2 mHn 0 mz 0

P2 0 mP3 0.85 mHvr 0 mTo 0.015g 9.81 m/s2k' 0.95 TABLAS

1.- VERIFICAMOS SI LA REJILLA ESTA SUMERGIDA

PRIMERA CONDICIÓN

P2 0 mHvr 0 mP3 0.85 m

0 > 0.85

NO CUMPLE

2.- CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE SUMERSIÓN "S"

Bazin

_2 )> (� +�_��_3�

�=1.05[1+0.2 _3 ] ∛ ) �_��/� (�/��

| 0 mP3 0.85 mz 0 m

Hn 0 m

S #DIV/0!

3.- CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE DESCARGA DEL VERTEDERO "Mo"

Konovalov

Hn 0 mP2 0 mg 9.81 m

Mo #DIV/0!

4.- CALCULAMOS EL ANCHO DEL VERTEDERO "bv"

Qd 1.09 m3/sS #DIV/0!

Mo #DIV/0!Hn 0 m

bv #DIV/0! m

5.- CÁLCULO DE LA LONGITUD DELDISRIPIADOR "Ld"

1ra Hipotesis

B' 2.00 mbv #DIV/0! m

Ld #DIV/0! m

5.1.- CÁLCULO DE LOS TIRANTES y1 ^ y2

2da Hipotesis

q 0.54 m

k 0.95g 9.81 m/s2To 0.02 m

y1Error

0 #VALUE! #VALUE!#VALUE! #VALUE!

#VALUE!

dcon resultado

#VALUE!#VALUE!

Y1 #VALUE! m

#VALUE! m

5.2.- CHEQUEAMOS EL CAUDAL DEL RESALTO

#VALUE! m0 m

Hn 0.0 m

#VALUE! < 0.000

5.3 CALCULAMOS LA LONGITUD DEL RESALTO

#VALUE! m#VALUE! m#VALUE! m

Safranetz:

#VALUE! m#VALUE! m

Bakhmetev:

#VALUE! m#VALUE! m

y2

y2P2

Pavlovski:

y2y1L1

y2L2

y2y1

#VALUE! m

CÁLCULO DEL TRANSICION ESRIPIADOR- CANAL AL DESRENADOR

ESQUEMA

A la salida de la transición tiene los siguientes datos geometricos

DATOSm 0 m/mn 0.015j 1/50 2%Q 1.0859 m3/sP2 0 mHn 0 mg 9.81 m/s2p3 0.85 m

1. CÁLCULO DE (d2)

L3

〖�2〗 ^(8/3)=( 2�� ^(2/3))/(�^(1/2) (2√(�^2+1 ))−� )

n 0.015Q 1.0859 M3/Sj 1/50 m/m

m 0

d2 0.40775 m

2. CÁLCULO DE LA BASE (B2) 3. CÁLCULO DEL ÁREA (A2)

b2d2 0.40775 m d2

b2 0.8155 m A2

7. CÁLCULO DE LA LONGITUD DE LA TRANSICIÓN

B' (d1) #DIV/0! mb2 0.8155 m

Ld #DIV/0! m

8. AL COMIENZO DE LA TRANSICIÓN

�2= 22�

�2 2 2=� ∗�

A2 0.3325 m2B' #DIV/0! m

d1 #DIV/0! m

9. CÁLCULO DE LA NUEVA VELOCIDAD MEDIA (Vm)

Q 1.0859 m3/sB' #DIV/0! mP2 0 mHn 0 m

Vm #DIV/0! m/s

11. EL CALADO AL COMIENZO DE LA TRNSICIÓN NO PUEDE SER MENOR QUE

d2 0.4077 mp3 0.85 m

d1 1.2577 m

12. VELOCIDAD DE APROXIMACIÓN DEL VERTEDERO AL INICIO DE LA TRANSICIÓN

Q 1.0859A #DIV/0!

V #DIV/0!

11. CÁLCULO DE PÉRDIDAD (Hf)

��=�/( ′ 2 )� (� +�� )

�=�/�

v2 3.2659 m/s

v1 #DIV/0! m/s

g 9.81 m/s2

hf #DIV/0! m

CÀLCULO DE LA COMPUERTA DE LAVADO DEL DISRIPIADOR

DATOSm 0 m/mn 0.015 m/mj 1/50 2%Q 1.0859 m3/sP2 0 mHn 0 mg 9.81 m/s2p3 0.85 m

CÁLCULO DE LA SECCIÓN DEL CANAL DE DESFOGUE (CANAL DE LIMPIEZA QL)

Q 1.0859489

QL 2.1718978

CÁLCULO DEL TIRANTE (D2)

n 0.015 mQ 2.1718978 m3/Sj 1/50 m/m

m 0 m

d2 0.5287826 m

2. CÁLCULO DE LA BASE 3. CÁLCULO DEL ÁREA (A2)

b2d2 0.52878 m d2

b2 1.0576 m A2

CÁLCULO Y DISEÑO DE LA COMPUERTA

PARA COMPUERTA LIBRE

〖�2〗 ^(8/3)=( 2�� ^(2/3))/(�^(1/2) (2√(�^2+1 ) )−� )

�= 22�

�2 2 2=� ∗�

CÁLCULO DEL COEFICIENTE (K'')

K'' 0.95

ASUMIMOS LOS VALORES DE 'a' y 'Hcomp'

a 1.7 m

Hcomp 2.5 mv 0 m/s

a/Hcomp 0.68 m

0.68 > 0.1

CÁLCULO DE COEFICIENTE 'e'

CÁLCULO DEL CAUDAL PARA COMPUERTA LIBRE

k 0.95e 0.68a 1.7b 1.0576H 2.5v 0g 9.81

Q 9.651823777

REGULACIÓN DE LA CRECIENTE

DATOSb.río 6 m3/s

m 0.45 m/mPa 1.3 adimensi.

g 9.81 m/s2Q.crecida 11 m3/S

1. CÁLCULO DE "Ho"

Q.crecida 11b.río 6

g 9.81m 0.45

Ho 0.9458

CÀLCULO DE "H"

Q 11Ho 0.9458b 6g 9.81m 0.45Pa 1.3

H 0.889

CÀLCULO DE LA VELOCIDAD INICIAL "Vo"

Q 11Pa 1.3H 0.889b 6

Vo 0.838

CÀLCULO DE LA ALTURA EFECTIVA "Ho"

H 0.889Vo 0.838g 9.81

Ho' 0.925

TITULACIÓN DE INGENIERIA CIVILHIDRÁULICA I

Ing. Mireya LapoHenrry Guillermo Lojan Tenesaca

"B"11/15/2015

PRIMERA PARTEDiseñar la ventana de entrada que corresponde a una captación convencional, para lo cual realice una hoja de cálculo, con gráficos correspondientes.

DATOS

Caudal de diseño (Q) 0.85 m3/sCoeficinete por contracción de barrotes o coeficiente por perdida de carga (K) 0.8 mGrosor de barrotes (t) 0.015 mSeparación de barrotes (s) 0.05 mAltura de la reja (H) 0.8 m

0.7 mAltura del muro desde el fondo del río hasta el umbral de la reja (P1) 1.4 mAltura del muro desde el fondo del disripiador hasta el umbral de la reja (P2) 1.5 mPerdida o desnivel entre superficies de agua (z) 0.1 mGravedad (g) 9.81 m/s2

DISEÑO CONSERVADOR

% OBSTRUCCIÓN 25 %

1. CONDICIONES PARA VERIFICAR QUE EL VERTEDERO ESTA SUMERGIDO

SEGUNDA CONDICIÓN

Z/P2 < 0,7

Z 0.1P2 1.5

0.067 <

SI CUMPLE

2. CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE SUMERSIÓN (S)

VILLEMONTE

Hn 0.7H 0.8

S 0.5184

3. CÁLCULO DE COEFICIENTE DE DESCARGA DEL VERTEDERO (Mo)

Bazin

H 0.8P1 1.4

Mo 1.9423068

4. CÁLCULO DEL ANCHO EFECTIVO DE LA REJILLA (SIN BARROTES)

�= [〖 1− (�_�/�)〗^(3/2) ]^0.385

5. CÁLCULO DEL NÚMERO DE ESPACIOS ENTRE LOS BARROTES

6. CÁLCULO DEL NÚMERO DE BARROTES

7. CÁLCULO DE ANCHO TOTAL DE LA REJILLA (CON BARROTES)

8. CHEQUEAMOS EL CAUDAL

ESTE CAUDAL DEBE SER IGUAL AL ORIGINAL (CUMPLE)

9.- Diseño conservador - CALCULAR EL NUEVO VALOR DEL ANCHO DE LA REJILLA (b')

10.- Diseño conservador - CÁLCULO DEL NUEVO NÚMERO DE ESPACIOS ENTRE BARROTES (Ne')

11.- Diseño conservador - CÁLCULO DEL NUEVO NÚMERO DE BARROTES (Nb')

12.- Diseño conservador - CALCULAMOS EL ANCHO TOTAL DE LA REJILLA (B')

13.- Diseño conservador - CHUEQUEAMOS EL CAUDAL (Q)

CON ESTE CAUDAL TRABAJAREMOS

DESRIPIADOR

ESQUEMA

LA LONGITUD DEL DISRIAPIADOR DEBE SER COMO MIÍNIMA LA LONGITUD DEL SALTO

1.- VERIFICAMOS SI LA REJILLA ESTA SUMERGIDA

SEGUNDA CONDICIÓN

z 0 mP2 0 m

#DIV/0! < 0.7

#DIV/0!

2.- CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE SUMERSIÓN "S"

Villemonte

� _/� 2 <0.7

�= [〖 1− )(�_��/�� 〗^(3/2) ]^0.385

Hvr 0 mHn 0 m

S #DIV/0!

3.- CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE DESCARGA DEL VERTEDERO "Mo"

Bazin

Hn 0 mP2 0 m

Mo #DIV/0!

4.- CALCULAMOS EL ANCHO DEL VERTEDERO "bv"

5.- CÁLCULO DE LA LONGITUD DELDISRIPIADOR "Ld"

Valor incoherente por lo que calculamos la Ld por medio de los tirantes conjugados

5.1.- CÁLCULO DE LOS TIRANTES y1 ^ y2

2da Hipotesis

5.2.- CHEQUEAMOS EL CAUDAL DEL RESALTO

#VALUE!

5.3 CALCULAMOS LA LONGITUD DEL RESALTO

Ld #VALUE!

CÁLCULO DEL TRANSICION ESRIPIADOR- CANAL AL DESRENADOR

ESQUEMA

A la salida de la transición tiene los siguientes datos geometricos

1. CÁLCULO DE (d2)〖�2〗 ^(8/3)=( 2�� ^(2/3))/(�^(1/2) (2√(�^2+1 ))−� )

3. CÁLCULO DEL ÁREA (A2) 4. CÁLCULO DEL PERIMETRO MOJADO

0.81549 m b2 0.81549 m0.40775 m d2 0.40775 m

0.3325 m2 P2 1.6310 m

6. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD MEDIA (Vm)

Q 1.0859 m3/sA2 0.3325154 m2

Vm 3.2658607 m/s

7. CÁLCULO DE LA LONGITUD DE LA TRANSICIÓN

8. AL COMIENZO DE LA TRANSICIÓN

�2 2 2=� ∗�

P2 2+ 2=� 2�

��=�/�

�1 2 ′=� /�

NO ES POSIBLE, POR QUE ES UN VALOR MUY PEQUEÑO

10. CARGA DE LA VELOCIDAD

Vm #DIV/0!

11. EL CALADO AL COMIENZO DE LA TRNSICIÓN NO PUEDE SER MENOR QUE

12. VELOCIDAD DE APROXIMACIÓN DEL VERTEDERO AL INICIO DE LA TRANSICIÓN 10. CARGA DE LA VELOCIDAD

Vm

PÉRDIDA EN LA SUPERFICIE DE AGUA

�^2/2�

�1 2 3 =� +�

�^2/2�

c 0.3 tablahf #DIV/0! m

z #DIV/0!

CÀLCULO DE LA COMPUERTA DE LAVADO DEL DISRIPIADOR

CÁLCULO DE LA SECCIÓN DEL CANAL DE DESFOGUE (CANAL DE LIMPIEZA QL) 

CÁLCULO DEL TIRANTE (D2)

3. CÁLCULO DEL ÁREA (A2) 4. CÁLCULO DEL PERIMETRO MOJADO

1.05757 m b2 1.05757 m0.52878 m d2 0.52878 m

0.5592 m2 P2 2.1151 m

6. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD MEDIA (Vm)

Q 2.1719 m3/sA2 0.5592 m2

Vm 3.88378475 m/s

CÁLCULO Y DISEÑO DE LA COMPUERTA

PARA COMPUERTA SUMERGIDA

〖�2〗 ^(8/3)=( 2�� ^(2/3))/(�^(1/2) (2√(�^2+1 ) )−� )

�2 2 2=� ∗�

P2 2+ 2=� 2�

��=�/�

CÁLCULO DEL COEFICIENTE (K'')

ASUMIMOS LOS VALORES DE 'a' y 'Hcomp'

COMO 'a/Hcomp' es mayor a '0,1' entonces la compuerta trabaja libre o no sumergida

CÁLCULO DE COEFICIENTE 'e'

INTERPOLACIÓN

a/H e0.65 0.6750.68 x0.7 0.69

x 0.68

CÁLCULO DEL CAUDAL PARA COMPUERTA LIBRE

CONDICIÓN

Q > QL

9.6518 > 2.1718978

REGULACIÓN DE LA CRECIENTE

1. CÁLCULO DE "Ho" 2. CÁLCULO DE "Q. CRECIDA"

m 0.45b.río 6

g 9.81Ho 0.9458

Q 11

CÀLCULO DE "H"

CÀLCULO DE LA VELOCIDAD INICIAL "Vo"

DESPEJANDO DE LA ECUACIÒN

CÀLCULO DE LA ALTURA EFECTIVA "Ho"

TITULACIÓN DE INGENIERIA CIVILHIDRÁULICA I

PRIMERA PARTEDiseñar la ventana de entrada que corresponde a una captación convencional, para lo cual realice una hoja de cálculo, con gráficos correspondientes.

1. CONDICIONES PARA VERIFICAR QUE EL VERTEDERO ESTA SUMERGIDO

SEGUNDA CONDICIÓN

Z/P2 < 0,7

mm

0.7

SI CUMPLE

2. CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE SUMERSIÓN (S)

VILLEMONTE

mm

3. CÁLCULO DE COEFICIENTE DE DESCARGA DEL VERTEDERO (Mo)

Bazin

mm

4. CÁLCULO DEL ANCHO EFECTIVO DE LA REJILLA (SIN BARROTES)

�= [〖 1− (�_�/�)〗^(3/2) ]^0.385

5. CÁLCULO DEL NÚMERO DE ESPACIOS ENTRE LOS BARROTES

6. CÁLCULO DEL NÚMERO DE BARROTES

7. CÁLCULO DE ANCHO TOTAL DE LA REJILLA (CON BARROTES)

8. CHEQUEAMOS EL CAUDAL

ESTE CAUDAL DEBE SER IGUAL AL ORIGINAL (CUMPLE)

9.- Diseño conservador - CALCULAR EL NUEVO VALOR DEL ANCHO DE LA REJILLA (b')

10.- Diseño conservador - CÁLCULO DEL NUEVO NÚMERO DE ESPACIOS ENTRE BARROTES (Ne')

11.- Diseño conservador - CÁLCULO DEL NUEVO NÚMERO DE BARROTES (Nb')

12.- Diseño conservador - CALCULAMOS EL ANCHO TOTAL DE LA REJILLA (B')

13.- Diseño conservador - CHUEQUEAMOS EL CAUDAL (Q)

CON ESTE CAUDAL TRABAJAREMOS

DESRIPIADOR

ESQUEMA

LA LONGITUD DEL DISRIAPIADOR DEBE SER COMO MIÍNIMA LA LONGITUD DEL SALTO

1.- VERIFICAMOS SI LA REJILLA ESTA SUMERGIDA

SEGUNDA CONDICIÓN

#DIV/0!

2.- CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE SUMERSIÓN "S"

Villemonte

�= [〖 1− )(�_��/�� 〗^(3/2) ]^0.385

3.- CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE DESCARGA DEL VERTEDERO "Mo"

Bazin

4.- CALCULAMOS EL ANCHO DEL VERTEDERO "bv"

5.- CÁLCULO DE LA LONGITUD DELDISRIPIADOR "Ld"

Valor incoherente por lo que calculamos la Ld por medio de los tirantes conjugados

5.1.- CÁLCULO DE LOS TIRANTES y1 ^ y2

5.2.- CHEQUEAMOS EL CAUDAL DEL RESALTO

5.3 CALCULAMOS LA LONGITUD DEL RESALTO

m

CÁLCULO DEL TRANSICION ESRIPIADOR- CANAL AL DESRENADOR

ESQUEMA

A la salida de la transición tiene los siguientes datos geometricos

1. CÁLCULO DE (d2)

5. CÁLCULO DEL RADIO HIDRÁULICO

A2 0.3325154 m2P2 1.6309883 m2

R2 0.2039 m

7. CÁLCULO DE LA LONGITUD DE LA TRANSICIÓN

8. AL COMIENZO DE LA TRANSICIÓN

� 2 2=� /�

NO ES POSIBLE, POR QUE ES UN VALOR MUY PEQUEÑO

10. CARGA DE LA VELOCIDAD

m/s

11. EL CALADO AL COMIENZO DE LA TRNSICIÓN NO PUEDE SER MENOR QUE

10. CARGA DE LA VELOCIDAD

#DIV/0!

PÉRDIDA EN LA SUPERFICIE DE AGUA

�^2/2�

�^2/2�

CÀLCULO DE LA COMPUERTA DE LAVADO DEL DISRIPIADOR

CÁLCULO DE LA SECCIÓN DEL CANAL DE DESFOGUE (CANAL DE LIMPIEZA QL)

CÁLCULO DEL TIRANTE (D2)

5. CÁLCULO DEL RADIO HIDRÁULICO

A2 0.5592 m2P2 2.1151 m2

R2 0.2644 m

CÁLCULO Y DISEÑO DE LA COMPUERTA

PARA COMPUERTA SUMERGIDA

� 2 2=� /�

CÁLCULO DEL COEFICIENTE (K'')

ASUMIMOS LOS VALORES DE 'a' y 'Hcomp'

COMO 'a/Hcomp' es mayor a '0,1' entonces la compuerta trabaja libre o no sumergida

CÁLCULO DE COEFICIENTE 'e'

CÁLCULO DEL CAUDAL PARA COMPUERTA LIBRE

REGULACIÓN DE LA CRECIENTE

2. CÁLCULO DE "Q. CRECIDA"

CÀLCULO DE "H"

CÀLCULO DE LA VELOCIDAD INICIAL "Vo"

CÀLCULO DE LA ALTURA EFECTIVA "Ho"