hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

14
W (in) (cm) A (cm) B (cm) C (cm) D (cm) E (cm) F (cm) G' (cm) K' (cm) N (cm) 1 2.54 36.6 35.6 9.3 16.8 22.9 7.6 20.3 1.9 2.9 2 5.08 41.6 40.65 13.55 21.35 30.5 11.4 25.4 2.2 4.3 3 7.62 46.6 45.7 17.8 25.9 38.1 15.2 30.5 2.5 5.7 6 15.24 62.1 61 39.4 40.3 45.7 30.5 61 7.6 11.4 9 22.86 88 86.4 38 57.5 61 61 45.7 7.6 22.9 12 30.48 137.2 134.4 61 84.5 91.5 61 91.5 7.6 22.9 18 45.72 144.9 142 76.2 102.6 91.5 61 91.5 7.6 22.9 24 60.96 152.5 149.6 91.5 120.7 91.5 61 91.5 7.6 22.9 36 91.44 167.7 164.5 122 157.2 91.5 61 91.5 7.6 22.9 48 121.92 183 179.5 152.2 193.8 91.5 61 91.5 7.6 22.9 60 152.4 198.3 194.1 183 230.3 91.5 61 91.5 7.6 22.9 72 182.88 213.5 209 213.5 266.7 91.5 61 91.5 7.6 22.9 84 213.36 228.8 224 244 303 91.5 61 91.5 7.6 22.9 96 243.84 244 239.2 274.5 340 91.5 61 91.5 7.6 22.9 120 304.8 274.5 427 366 475.9 122 91.5 183 15.3 34.3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1 2 3 4 5 6 7 8 f(x) = - 2.10361306515493E-007x^2 + 0.0007496564x + 1 f(x) = 1.48096614491613E-005x^2 + 0.0620438338x - 0.04 GRAFICO DE ESTIMACION DE VALORES PARA CUALQ k Polynomial (k) n Polynomial (n Axis Title Axis Title

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hoja de calculo para el diseño de caídas, cascadas, etc

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Page 1: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

W (in) (cm) A (cm) B (cm) C (cm) D (cm) E (cm) F (cm) G' (cm) K' (cm) N (cm)1 2.54 36.6 35.6 9.3 16.8 22.9 7.6 20.3 1.9 2.92 5.08 41.6 40.65 13.55 21.35 30.5 11.4 25.4 2.2 4.33 7.62 46.6 45.7 17.8 25.9 38.1 15.2 30.5 2.5 5.76 15.24 62.1 61 39.4 40.3 45.7 30.5 61 7.6 11.49 22.86 88 86.4 38 57.5 61 61 45.7 7.6 22.9

12 30.48 137.2 134.4 61 84.5 91.5 61 91.5 7.6 22.918 45.72 144.9 142 76.2 102.6 91.5 61 91.5 7.6 22.924 60.96 152.5 149.6 91.5 120.7 91.5 61 91.5 7.6 22.936 91.44 167.7 164.5 122 157.2 91.5 61 91.5 7.6 22.948 121.92 183 179.5 152.2 193.8 91.5 61 91.5 7.6 22.960 152.4 198.3 194.1 183 230.3 91.5 61 91.5 7.6 22.972 182.88 213.5 209 213.5 266.7 91.5 61 91.5 7.6 22.984 213.36 228.8 224 244 303 91.5 61 91.5 7.6 22.996 243.84 244 239.2 274.5 340 91.5 61 91.5 7.6 22.9

120 304.8 274.5 427 366 475.9 122 91.5 183 15.3 34.3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 1300

1

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f(x) = - 2.10361306515493E-007x̂ 2 + 0.0007496564x + 1.5377571722

f(x) = 1.48096614491613E-005x̂ 2 + 0.0620438338x - 0.0438901278

GRAFICO DE ESTIMACION DE VALORES PARA CUALQUIER VALOR DE W

k Polynomial (k) n Polynomial (n)

Axis Title

Axis Title

Page 2: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica
Page 3: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

K n ANCHO W (in) LÍMITES DE CAUDAL (l/s)0.0012 1.5387 Q MÍNIMO Q MÁXIMO0.0648 1.5394 1 0.28 5.67

0.176 1.547 2 0.57 14.150.381 1.58 3 0.85 28.310.535 1.53 6 1.42 110.44

0.69 1.522 9 2.58 2521.054 1.538 12 3.11 455.91.426 1.55 18 4.24 696.52.182 1.566 24 11.9 937.32.935 1.578 36 17.27 1427.23.728 1.587 48 36.81 1922.74.515 1.595 60 45.31 24245.306 1.601 72 73.62 29316.101 1.606 84 96.5145 3432.93

7.5696 1.622 96 125.1921 3934.854

120 193.7793 4938.702

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 1300

1

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f(x) = - 2.10361306515493E-007x̂ 2 + 0.0007496564x + 1.5377571722

f(x) = 1.48096614491613E-005x̂ 2 + 0.0620438338x - 0.0438901278

GRAFICO DE ESTIMACION DE VALORES PARA CUALQUIER VALOR DE W

k Polynomial (k) n Polynomial (n)

Axis Title

Axis Title

Page 4: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

0 9805 0.00181 9805 0.001742 9806 0.001683 9806 0.001634 9807 0.001585 9807 0.001536 9807 0.001487 9806 0.001448 9806 0.001399 9805 0.00135

10 9804 0.0013211 9803 0.0012812 9802 0.0012513 9800 0.0012114 9799 0.0011815 9798 0.0011516 9797 0.0011217 9795 0.0010918 9793 0.0010719 9791 0.0010420 9980 0.0010121 9789 0.0009922 9785 0.0009723 9783 0.0009424 9781 0.0009225 9778 0.000926 9775 0.0008827 9773 0.0008628 9770 0.0008429 9767 0.0008230 9764 0.000831 9761 0.0007932 9758 0.0007733 9755 0.0007534 9752 0.0007335 9749 0.0007136 9747 0.000737 9742 0.0006838 9739 0.0006639 9735 0.0006440 9731 0.00062

Temperatura (°C)

Peso específico (N/m3)

Velocidad dinámica (N/m2)

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 1300

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

f(x) = - 0.0005077876x̂ 2 + 41.881045007x - 81.1721095962

f(x) = 0.0129994787x̂ 2 + 0.0497749243x + 0.6032651324

ESTIMACION DEL CAUDAL PARA DIFERENTES MEDIDAS DE W

Qmin

Polynomial (Qmin)

Qmax

Polynomial (Qmax)

W(IN)

Q

Page 6: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica
Page 7: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

DATOS Caudal de diseño Q (m3/s) 0.25Temperatúra mínima T min (°C) 16Viscosidad dinámica del agua μ (N/m2) 0.00112Peso específico del agua ɣ (N/m3) 9797

1 Ancho de garganta W (in) 12Ancho de garganta W (m) 0.3048

2 Coeficiente K 0.69Exponente n 1.522Long. paredes sección convergente A 1.372Longitud sección convergente B 1.344Ancho de salida C 0.61Ancho entrada sección convergente D 0.845Profundidad total E 0.915Longitud de la garganta F 0.61Longitud de la sección divergente G' 0.915Long. paredes sección divergente K' 0.076Dif. de elevac. entre salida y cresta N 0.229

3 Altura de lámina de agua al inicio

ha (m) 0.51

4 Ancho de canaleta sección media

Wa (m) 0.66

5 Velocidad en al sección media

Va (m/s) 0.733

6 Energía en 1

E1 (m) 0.770

7 Energía en 2

E2 (m) 0.770

8 Altura de lámina de agua en 2h2 (m) 0.26

Azumir un caudal demandado de 0.25 m3/s a temperatura minima 16 °C y sumergido siguiendo la metodologia utilizada dterminar las caracteristicas de una canaleta Parshall.

ℎ =_� )(�/� ^(1 )/�

� =2/3 )_� (�−� +�

� / ∗ℎ )_�=� (�_� _�

�_1= 〖� _� 〗^2/ +ℎ2� _�+�

�_2= / ∗ℎ_2 ))^2∗1/ +ℎ_2(� (� 2�

encontramos h2 aplicando solver en E2 e gualando a E1

Page 8: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

9 Velocidad en 2

V2 (m/s) 3.166

10 Altura de lámina de agua en el resaltohb (m) 0.0301

11 Grado de sumergencia

S 0.0586

12 Número de Froude en 2

F2 1.99

13 Lámina de agua al final del trecho div.

h3 (m) 0.61

14 Lámina de agua al final de la canaletah4 (m) 0.46

15 Velocidad en 3

V3 (m/s) 1.35

16 Velocidad en 4

V4 (m/s) 0.898

17 Velocidad media

Vm (m/s) 1.12

18 Tiempo medio de mezcla

td (s) 0.816

19 Energía ne 4

encontramos h2 aplicando solver en E2 e gualando a E1

�_2 / ∗ℎ_2 )=� (�

ℎ =ℎ_2_� −�

�=ℎ /ℎ _� _�

�_2=√( _2^2)/(ℎ_2 ))(� ∗�

ℎ_3=ℎ_2/2∗(√(1+8∗ 〖� _2 〗^2 )−1)

ℎ_4=ℎ_3− )(�−�

�_3 / ∗ℎ_3 )=� (�

�_4 / ∗ℎ_4 )=� (�

� _�=�/�_�

� =(_� _4� + _� 3)/2

Page 9: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

E4 0.65

20 Pérdida de carga

d h 0.12

21 Gradiente de velocidad

G (s-) 1129.44

22 Altura del agua aguas abajoh5 (m) 0.595

23 Distancia de elvación

X (m) 0.14

24 Distancia de elvación con FS 10%X (m) 0.1523

25 Longitud de desarrollo del resalto

L (m) 2.10

�_4= 〖� _4 〗^2/ +ℎ_4− )2� (�−�

�= 〖� _� 〗^2/ +ℎ −2� _�+� 〖� _4 〗^2/ −ℎ_4− )2� (�−�

�=√( Δℎ/ ))� (��_�

〖�=ℎ 〗 _5−ℎ_4

〖�=6(ℎ 〗 _3−ℎ_2)

Page 10: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

TABLAS

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Page 13: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

x y2.9500 0.83293.0000 0.83582.9000 0.82982.8000 0.82282.8500 0.82653.0500 0.83833.2500 0.84573.3000 0.84683.2000 0.84423.1000 0.84063.1500 0.84252.7500 0.81892.4000 0.70412.4500 0.76812.3500 0.58662.2992 0.49502.3000 0.49512.4512 0.76902.6500 0.81022.7000 0.81462.6000 0.80542.5000 0.79162.5500 0.80034.0500 0.84194.1000 0.84094.0000 0.84293.9000 0.84483.9500 0.84384.1500 0.83994.3500 0.83664.3992 0.83604.3000 0.83734.2000 0.83904.2500 0.83813.8500 0.84573.4500 0.84883.5000 0.84903.4000 0.84843.3500 0.84683.3662 0.84803.5500 0.84903.7500 0.84733.8000 0.84653.7000 0.84793.6000 0.84883.6500 0.84842.2500 0.5463

Page 14: hoja de calculo para el diseño de estructuras hidraulica

0.7500 0.97910.8000 0.97910.7000 0.97850.6000 0.97800.6500 0.97850.8500 0.97881.0000 0.97511.0500 0.97280.9500 0.97690.9000 0.97810.9452 0.97700.5500 0.97750.1500 0.97640.2000 0.97630.1000 0.97660.0000 0.97700.0500 0.97680.2500 0.97620.4500 0.97640.5000 0.97700.4000 0.97640.3000 0.97620.3500 0.97621.8500 0.80641.9000 0.78101.8000 0.82911.7000 0.86691.7500 0.84921.9500 0.75302.1500 0.62372.2000 0.58922.1000 0.65782.0000 0.72292.0500 0.69101.6500 0.88251.2500 0.95701.3000 0.95131.2000 0.96211.1000 0.96991.1500 0.96631.3500 0.94461.5500 0.90851.6000 0.89631.5000 0.91921.4000 0.93721.4500 0.9287