DISEÑO-CAIDA-INCLINADA

UNPRG-FICSA ING. CIVIL

HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS

ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS

INTEGRANTES - GRUPO N° 03:COLCHADO UGALÉS GUILLERMOCUEVA MANTILLA VICTORDE LA OLIVA SÁNCHEZ ELIZABETH ROCIOMUÑOS TELLO LELIS

I.- DISEÑO DEL CANAL HUARINGAS

Consideraciones de Diseño

I. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑOMODULO DE RIEGO AREA DOTACION

0.8 0.62 2150 7560 1720

Los canales son conductos en los cuales el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión pues la superficie del líquido esta en contacto con la atmósfera. Al realizar el diseño de un canal, generalmente son dados el caudal que se desea conducir y la gradiente de la que se dispone y que puede variar dentro de ciertos límites, tambien se conoce el coeficiente de rugosidad que dependerá del tipo de revestimiento que se escoje.

a.- Caudal de diseño: De acuerdo a las demandas de agua para el uso requerido, se calculo :

Módulo de Riego (Lts/s/ha)Toma Lateral

Cultivos diversos

Módulo de Riego (Lts/s/ha)Agroexportación Cultivos diversos(ha) Agroexportación(ha)

Cultivos diversos(Lts/s)

SEGUNDO TRABAJO - HIDRÁULICA APLICADA

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CAUDAL DE DISEÑO = Qd = 1720 + 4687.2CAUDAL DE DISEÑO = Qd = 6407.2 Lts/s

Qd = 6.407 m3/s

II. PREDIMENSIONAMIENTO Y CÁLCULO DE LA PENDIENTE1 2 3 4

b(plantilla) 0.5 0.6 0.7 0.8

z(concreto) 1 1 1 1

0.828 0.828 0.828 0.828

y=b/m 0.604 0.724 0.845 0.966

R=y/2 0.302 0.362 0.422 0.483

A=1.828*Y^2 0.666 0.959 1.305 1.705

n 0.014 0.014 0.014 0.014

S=(Q*n/(A*R^2/3))^0.5 0.090 0.034 0.015 0.007

V 9.62 6.68 4.91 3.76

S= 0.002

m = 2*((1+z^2)^0.5-z)( máxima eficiencia hidraúlica)

Vmax=2.5 m/s (para evitar levantamiento del

revestimiento)

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III. DISEÑO DE LA SECCIÓN DEL CANAL(TEÓRICO)

S= 0.002

Z= 1Q= 6.407 m3/sy= 1.23 mb= 1.02 m

IV. MEDIDAS DEFINITIVAS

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b= 1 m

Q= 6.407 m3/s

z= 1

S= 0.002

n= 0.014

y= 1.238 m

A= 2.77 m2

V= 2.31 m/s <2.5m/s OK

UNPRG-FICSA ING. CIVIL

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BL= 0.312 m >0.30 m

h=BL+Y= 1.55 m

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ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS

0.30 m³/s.

I. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑODOTACION

Agroexportación(Lts/s)

4687.2

Los canales son conductos en los cuales el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión pues la superficie del líquido esta en contacto con la atmósfera. Al realizar el diseño de un canal, generalmente son dados el caudal que se desea conducir y la gradiente de la que se dispone y que puede variar dentro de ciertos límites, tambien se

SEGUNDO TRABAJO - HIDRÁULICA APLICADA

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HIDRÁULICA APLICADA TRABAJO ESCALONADO INFUNDAR ING.JOSÉ ARBULÚ RAMOS

Lts/s

5 6

0.9 1

1 1

0.828 0.828

1.086 1.207

0.543 0.604

2.158 2.664

0.014 0.014

0.004 0.002

2.97 2.41

0.002 SECCIÓN ÓPTIMA

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INTEGRANTES - GRUPO N° 03:

CAUDAL DE DISEÑOQ= 6.4072 m3/s

I. PREDIMENSIONAMOS

Qmax=4.8.D^2

6.4072DD

SECCION DEL OJO

D *

1.1553498749 *

MEDIDAS FINALES

1.3 *

II. CARACTERISTICAS DEL CANAL AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO

DESCRIPCIÓNb= ancho del canal 1Q= caudal 6.407z= talud 1S= pendiente 0.002n= coef. rugosidad 0.014

y1=Y2= 1.238A= area 2.77V= velocidad 2.31BL= 0.312

h=BL+Y= 1.55

DISEÑO DE ALCANTARILLA- HIDRÁULICA APLICADA

V^2/2g= 0.272

III. LONGITUD DE LA TRANSICIÓN:

Lt= D+b

Lt= 2.55

Lt= 2.5

IV . COTA DE LA ALCANTARILLA EN EL PUNTO 2

COTA 1 = 1017.27 mNIVEL DE AGUA1 = 1018.51 m

COTA 2 = NIVEL AGUA1-TIRANTE EN ALCANTARILLACOTA 2 = 1017.20 m

NIVEL DE AGUA2 = 1018.51 m

V. PENDIENTE DE LA ALCANTARILLA PARA MANTENER V=1.25m/s

S= ((V*n)/(R^(2/3)))^2S= 0.001

VI. LONGITUD HORIZONTAL DE LA ALCANTARILLA

L= 21.17COTA3= 1017.177

VII. PÉRDIDAS DE CARGA Y CHEQUEO HIDRAÚLICO

ENTRADA = 0.000SALIDA = 0.000FRICCIÓN = (S*Longitud Alcantarilla)FRICCIÓN = 0.020

PÉRDIDA TOTAL = 0.020

COTA 4 = COTA1-PERDIDA TOTALCOTA 4 = 1017.25

Lo que significara que cualquier cota 4 que sea menor a esta cumplirá hidraulicamente

Elijo que descargue en la cota :

COTA 4 = 1017.20

VIII. COMPROBACION DE LAS TRANSCICIONES POR ESPECIFICACIONES

ENTRADA

32.7665008738 : 1

CASI PLANA: Transición suave y con despreciable pérdidas de carga

SALIA

33.4116138126 : 1

CASI PLANA: Transición suave y con despreciable pérdidas de carga

IX. VERIFICACIÓN DE COBERTURA

3.00 m (PLANO)MAYOR 0.60(mínimo)……OK

X. VERIFICACIÓN FLUJO SUBCRITICO

XI. LONGITUD DE PROTECCIÓN

ENTRADA3D = 4

SALIDA5D = 6.5

ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS

Aseguras velocidades de 1.25 m/s

= 4.8 * D^2BORDE LIBRE : 0.25 m

= (6.407/4.8)^0.5= 1.1553498749 m

SECCION DEL OJO

1.25D

1.4441873436

TIRANTE

MEDIDAS FINALES Q/(1.25*3*1.3)

1.55 Y= 1.31

II. CARACTERISTICAS DEL CANAL AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO

UNIDADESm

m3/s

mm2m/smm

2.3 ≤ Qd ≤ 10.5 m 3/s, corresponde a Alcantarilla de 3 ojos

DISEÑO DE ALCANTARILLA- HIDRÁULICA APLICADA

m

m

m

(Sale del plano)

NIVEL AGUA1-TIRANTE EN ALCANTARILLA

V. PENDIENTE DE LA ALCANTARILLA PARA MANTENER V=1.25m/s

((V*n)/(R^(2/3)))^2

mm

DespreciableDespreciable

(S*Longitud Alcantarilla)m

m

COTA1-PERDIDA TOTAL mm

Lo que significara que cualquier cota 4 que sea menor a esta cumplirá hidraulicamente

Elijo que descargue en la cota :

m

VIII. COMPROBACION DE LAS TRANSCICIONES POR ESPECIFICACIONES

> 4 : 1

CASI PLANA: Transición suave y con despreciable pérdidas de carga

> 4 : 1

CASI PLANA: Transición suave y con despreciable pérdidas de carga

m

m

BORDE LIBRE : 0.25 m

/s, corresponde a Alcantarilla de 3 ojos

ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOSI. CARACTERISTICAS DEL CANAL AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO

b= 1 mQ= 6.407 m3/s PLANTEAMIENTO:z= 1S= 0.002 CAIDA(m)n= 0.014 1.00

y1=Y2= 1.238 mA= 2.77 m2V= 2.31 m/sBL= 0.312 m

h=BL+Y= 1.55 mV^2/2g= 0.272 m

H=y+V^2/2g= 1.510 m

II. ANCHO DE LA CAIDA

q= 3.173 m3/sxm

B= 2.02 m

B= 5.00 m Para un buen comportamiento hidraúlico del colchon

III. TRANSICION DE ENTRADA Y DE SALIDA

Lte= 2.03 m

DISEÑO DE CAÍDA INCLINADA RECTANGULAR

Lte= 3.00 m Para una transición suave

IV. SECCIÓN DE CONTROL(S1)

C1= 1017.168 m

C2'= 1017.162 m

E1= 1018.678 m

E2= C2'+Yc+Vc^2/2g m

Yc= 0.55 m

Vc^2/2g= 0.28 m/s

E2= 1017.989 m

S1= E1-E2 m

S1= 0.69 m

C2= C2'+S1 m

Se hace este levantamiento para obtener un cambio suave hacia la inclinación

C2= 1017.85 m

Se hace este levantamiento para obtener un cambio suave hacia la inclinación

V. CÁLCULO DE Y3 Y Y4Q sección 2 Canal aguas abajo

E2=C2+Yc2+Vc2^2/2gQ(%) Q(m3/s) Yc2(m) Vc2(m/s) Yn(m) Vn(m/s)

100 6.407 0.55 2.33 1.238 2.310 1018.68

75 4.805 0.45 2.11 1.080 2.150 1018.53

50 3.204 0.35 1.85 0.879 1.940 1018.37

25 1.602 0.22 1.46 0.613 1.621 1018.18

QY3/Yc Y3 Y4/Y3 Y4

Q(%) Q(m3/s)

100 6.407 0.370 0.20 5.90 1.18

75 4.805 0.330 0.15 6.50 0.99

50 3.204 0.290 0.10 8.00 0.81

25 1.602 0.243 0.05 11.00 0.55

VI. PROFUNDIDAD DE LA POZA

QCF=E2-(V3^2/2g+Y3) POZA

Q(%) Q(m3/s)

100 6.407 1016.39 -0.218

75 4.805 1016.37 -0.202

50 3.204 1016.21 -0.039

25 1.602 1016.04 0.131

Se escoge una profundidad de poza= 0.2 m

COTA DE FONDO DE POZA= 1015.968 m

VI. LONGITUD DEL COLCHON

L= 3.25 m

L= 3.50 m

VII. DIMENSION DE LOS BLOQUES

VER PLANO DE CAIDAS INCLINADAS

VIII. BORDE LIBRE EN EL COLCHON

= 8.21

BL = 0.6

IX. ALTURA DE LOS MUROS AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO Y EN EL COLCHON

AGUAS ARRIBA

BL= 0.31 m

AGUAS ARRIBA= 1018.718 m

H AGUAS ARRIBA= 1.550 m

H AGUAS ARRIBA= 1.55 m

AGUAS ABAJO

BL= 0.31 m

AGUAS ARRIBA= 1017.718 m

H AGUAS ARRIBA= 1.550 m

H AGUAS ARRIBA= 1.55 m

AGUAS ABAJO

BL= 0.60 m

AGUAS ARRIBA= 1017.748 m

H AGUAS ARRIBA= 1.780 m

H AGUAS ARRIBA= 1.80 m

X. COTA DE LA TRANSICIÓN DE SALIDA

COTA= 1016.168 m

XI. ESPESOR DE LOSA DE COLCHON

e= 0.2 ok

V= 800 Kg/m2

Peso del concreto 960 Kg/m2

Peso del concreto > V

Para un buen comportamiento hidraúlico del colchon

Para una transición suave

E2=C2+Yc2+Vc2^2/2g En=Cn+Yn+Vn2^2/2g F=E2-En F/Yc

1018.68 1017.68 1.00 1.8

1018.53 1017.48 1.05 2.3

1018.37 1017.24 1.13 3.3

1018.18 1016.91 1.26 5.8

ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS

Características del canal

CAUDAL Q= 6.407 m3/s

ANCHO b= 1 m

PENDIENTE s= 0.002TALUD z= 1RUGOSIDAD n= 0.014

TIRANTE Y= 1.238 m

VELOCIDAD V= 2.31 m/s

El gasto a derivar es de las siguientes caracterisiticas

Q= 1.72 m3/s Asumimos una tuberias por lo que

b= 0.65 m el caudal para cada tuberia es

s= 0.002

z= 1 Q para c/u tube.= 1.72 m3/s

n= 0.014

y= 0.7424 m

v= 1.664 m/s

T= 2.1348

Sabemos que la cota del fondo del canal principal en el sitio de toma:

Nf= 1013.5

Ltuberia= 5

1.Asumiendo la velocidad

V= 1.50 m/s

n= 0.014

2.Cálculo del área

A= 1.147 m2

3.-Diametro de la Tubería (D)

D= 1.2083 m

DISEÑO DE TOMA LATERAL DERECHA

V

QA

A

D4

D= 47.571 pul A

D4

4.-Escogemos el diametro efectivo de la tubería

D= 48 pul

D= 1.2192 m

5.-Recálculo del área

A= 1.167 m2

6.-Recálculo de la Velocidad

V= 1.473 m/s

7.-Cálculo de la carga de velocidad en la tubería (hv)

hv= 0.111

8.-Cálculo de la carga total (H)

8.1)Cálculo de las pérdidas de carga

a)Perdida en la entrada(he)

ke= 0.78 por ser tubo entrante

he= 0.0863

b)Perdida en la tubería (hf)

R= 0.3048

S= 0.002

hf= 0.01037

c)Perdida en la salida (hs)

hs= 0.1106

Sumatoria de perdidas= 0.2073

CARGA TOTAL

4

2DA

A

QV

g

vhv

2

2

g

vkehe2

2

4

DR

2

32

R

vns

LSh f

g

vhs

20.1

2

212

2

hg

vH

H= 0.317921

2

2

hg

vH

9.-Cálculo de la Sumergencia en la entrada (Sme)

Sm= 0.2731238484

10.-Cálculo de la sumergencia en la salida (Sms)

Sms= 0.0762

11.-Cálculo de los lados de la caja de entrada

b= 1.5133

12.-Cálculo de la carga de la caja

h= 0.95

13.-Cálculo de cotas

SLAC= 1014.7380

cota A= 1013.7840

cota B= 1013.2457

Cota B'= 1014.4649

Cota C= 1013.1441

SLAL= 1014.4201

0762.078.1 hvSme

0762.0Sms

305.0 Db

32

846.1

Q

h

Cota D= 1013.1247

Cota E= 1013.6777

14.-Cálculo de la longitud de salida

Lmin= 1.524

De acuerdo a Hinds

L= 1.11

Por diametro:

L= 4.88

Escogemos una Longitud igual a : 5.00

15.Cálculo del talud de la transicion de salida

1013.6777

0.55

1013.1247

5.00

Talud= 9.042 Talud conforme

)5.22(2Tg

DTL

DL 4

ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS

DISEÑO DE TOMA LATERAL DERECHA

por ser tubo entrante