Rosas García Miguel Ángel.

EJERCICIOS TEMA 4 NOCIONES DE HIDRAULICA DE CANALES

1. Un canal rectangular de cemento pulido y ancho de plantilla b= 2m tiene una pendiente

S=0.000126 a) Calcular el gasto que conduce y = 1.5m

n=0.011

b) Calcular el gasto para un tirante y = 0.50m y una pendiente s = 0.008

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2.- Determinar el tirante que se presenta en una sección trapecial de grava limpia

y uniforme con un gasto Q=5m3/s, un ancho de canal b=2mts, s=.002 y talud

z=3mts

Grava limpia uniforme n=.025

𝑄𝑛

𝑆12

= 𝐴𝑅ℎ23

5𝑚3

𝑠 (0.025)

. 00212

= 2.79

y A P Rh Rh2/3 A Rh2/3

1 5 8.32 .6 .71 3.55

.75 3.18 6.74 .47 .6 7.92

.9 4.15 7.62 .544 .66 2.76

.89 4.17 7.64 .544 .66 2.76

.893 4.17 7.64 .545 .667 2.783

3.-Calcular el gasto en un canal de sección trapecial con un ancho de plantilla

b=2m, un tirante y=1.20m y un talud k=2, pendiente S=0.000667 y las paredes

están construidas de concreto rugoso bien acabado. Utilizando las fórmulas de

Kutter, Bazin, Kozeny y Manning para comparar resultados.

Primero obtenemos el área y el perímetro del canal trapecial, así como su radio

hidráulico con las ecuaciones (1) a la (3):

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Después usamos la fórmula de Chézy para obtener la velocidad y el gasto en

función del coeficiente C que se obtendrá con cada una de las fórmulas que nos

plantea el problema:

Una vez obtenido esto procedemos a emplear cada una de las fórmulas del

problema:

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4.- Sea un canal de sección trapecial construido en tierra por el cual se quiere

transportar un gasto Q = 200 m3/s, la pendiente es de 0.0004 y z=2. Determinar el

ancho de la plantilla y el tirante si y = b/2.

5.-Un canal trapecial excavado en tierra tiene un tirante y=1.4m, un talud k ó z=2,

pendiente S=0.0004 y debe conducir un gasto de 8m3/s. Calcular su ancho de

plantilla (b).

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Luego para un canal en tierra n=0.018 y se obtiene

𝑄𝑛

𝑆12

= 𝐴𝑅ℎ23

8𝑚3

𝑠 (0.018)

. 000412

= 7.2

Por iteraciones y creando una tabla se obtiene el ancho de plantilla b,

aproximando el valor de b de modo que A*R2/3=7.2

b A Rh ARh2/3

2 6.72 .8134 5.8559

3 8.12 .8767 7.43

2.8 7.84 .8652 7.1188

2.85 7.91 .8681 7.1986

6.- Determinar el gasto en un canal circular de diámetro de 10m, un tirante y=6m,

pendiente S=0.004 y n=0.014 (de Manning).

Primero se calcula el ángulo mediante la función coseno:

Una vez obtenido el ángulo podemos calcular el área y el radio hidráulico:

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Ahora usando la fórmula del gasto obtenemos:

7.-Una galería circular de cemento pulido liso de 2m de diámetro y un tirante de

1.50m, debe conducir un gasto Q=2.6m3/s. calcular la pendiente S necesaria para

que el flujo sea uniforme.

Primero obtendremos el valor de θ y posteriormente calcularemos el valor del área

y perímetro de la galería con las ecuaciones (1) y (2):

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Posteriormente calcularemos el radio hidráulico con la ecuación (3) y

despejaremos de la ecuación (4) la velocidad:

Finalmente calculamos el valor de la pendiente con la ecuación (5):