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OBRAS HIDRAULICASManuel Vicente HERQUINIO ARIASIng. Mecnico de FluidosHIDRAULICA E HIDROLOGIA

VENTANA DE CAPTACION

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OBRAS DE CAPTACION

La altura del Barraje vertedero tiene el objetivo de mantener una altura de agua en el ro, garantizando un caudal por el canal de derivacin, adems debe dar paso de agua excedente en pocas de avenida por encima de la cresta.Para el logro de este objetivo se ubicara y dimensionara primero la ventana de captacin.

Cc: cota de la cresta del Barraje Co: cota del lecho detrs del Barrajehu: altura necesaria para evitar el ingreso de material de arrastre (ho 0.50 m)h: altura de ventana de captacinSe tomara una altura de 0.20m por correccin por efectos de oleaje y de coeficientes de la frmulaALTURA DEL BARRAJE FIJO VERTEDERO DE CIMACIOCc = Co + hu + h + 0.20 (metros) VENTANA DE CAPTACIONDiseo Hidrulico Flujo Libre Altura del umbral del orificio (hu) : hu = 3 +b.l, hu: {0.50 a 1.50 m}: dimetro medio de los sedimentos ms gruesosb.l: borde libre 0.10 m

El dintel debe llegar a tener una altura superior a la de la creciente. El muro en el cual se ubica la reja por lo general es perpendicular a la direccin del azud, sin embargo es conveniente darle una inclinacin respecto a la direccin del ro tanto para acortar la longitud para llegar a un terreno alto, como para mejorar las condiciones hidrulicas, se recomienda de ser posible, que el eje de la toma forme un ngulo de 20 a 30 con respecto al ro.En estiaje el vano de la reja funciona como un vertedor. La carga necesaria viene del remanso producido por el azud.

Coeficiente de vertedero TIPO DE VERTEDEROFORMACorona ancha 0.49 051Corona ancha redondeada0.50 0.55Canto afilado0.64Canto afilado0.62Cima redondeada0.79Tipo Creager0.75Altura del tirante sobre el vertedero (h) :

Frmula de vertederos de Forcheimer:

Q: caudal de captacin m3/s: coeficiente del vertedero segn la forma de la cresta ver Tablah: altura de carga hidrulica tirante de agua sobre la cresta del vertedero mL: longitud de la ventana de captacin m, por lo general de 3 a 4m

VENTANA DE CAPTACION Diseo Hidrulico Flujo Libre vertedero VENTANA DE CAPTACION - RejillasSon platinas unidas mediante soldadura formando paneles, tiene el objetivo bsico de impedir que los materiales de arrastre y suspensin ingresen al canal de derivacin. La separacin entre barrotes variar entre 2 a 4 (material fino) y de 4 a 8 (material grueso). Para facilitar la limpieza, la colocacin de la rejilla puede tener una pequea inclinacin de 1: , como tambin las rejillas pueden sobresalir y no estar al ras.

Prdida de carga en Rejillas (hr)Las prdidas de carga en las rejillas se deben a que estas producen perdidas por: obstruccin, contraccin de la entrada y resistencias producidas por el rozamiento del agua. La frmula de CREAGER nos da un buen criterio para evaluarla.

Kt: coeficiente de perdida en la rejillaan: rea neta a travs de la rejillaag: rea bruta de las rejillas y sus soportesVn: velocidad a travs del rea de la rejillaVing: velocidad de ingresoen: espacio neto a travs de la rejillaeg: espacio bruto de las rejillas y sus soportes

VENTANA DE CAPTACION - RejillasVENTANA DE CAPTACION Diseo Hidrulico Orificio En condiciones extremas (caudal de avenidas) la ventana de captacin se comporta como orificio de descarga sumergida.Para orificios con descarga completamente sumergida (ahogamiento total):

Cd = 0.675, Coeficiente de descarga para orificios de pared delgada Ao: rea del orificioh: diferencia de niveles

hVENTANA DE CAPTACIONEjemplo de AplicacinSe trata de captar un caudal de 3.7 m3/s en estiaje mediante una ventana de captacin. El dimetro medio de los sedimentos ms gruesos es de 20 cm. De acuerdo al material flotante las rejillas sern de platinas de x 2 espaciadas cada 10 cm y tendrn una inclinacin de 1V: H para facilitar la limpieza. Dimensionar la Ventana de Captacin y determinar la perdida de carga debido a las rejas.

Como m = 20 cm, la altura del umbral de la ventana de captacin ser de 60cm. sobre el fondo.Aplicando la frmula de Forcheimer:Q = 3.7 m3/s = 0.55 (vertedero de corona ancha, de la Tabla)Reemplazando en la ecuacin obtenemos:

escogemos L= 2.2m y h=1.05m (incluyendo correccin por perdida de carga por obstruccin)

Determinamos el nmero de barras, dividiendo el ancho entre el espaciamiento:e = 2.2/0.10 = 22 espacios N de barras = 22-1 = 21

Ancho total de la reja = 22*0.10+21*(3/4*2.54/100) = 2.60 m

Ventana: L= 2.60 * h=1.05 m

Determinando la prdida de carga en las rejillas

en= 0.10 m eg=0.119 man= 22*0.1 = 2.2 m2 ag=22*0.1+21* 0.019= 2.60 m2 en/eg = 0.84an/ ag = 0.846Kt = 1.45 - 0.45 * 0.846 (0.846)^2 Kt = 0.3536

Vn=1.602 * 0.84 = 1.346 m/s

0.019m0.10m0.10m0.119m

VENTANA DE CAPTACIONEjemplo de AplicacinRecapitulandoUbicacin Topografa Geologa - Hidrologa

Partes de una Bocatoma

Ventana de Captacin El agua se capta por medio de un orificio que se encuentra en una en ambas mrgenes.

Ventana de Captacin

El agua se capta por medio de un orificio que se encuentra en una en ambas mrgenes.Funciona como vertedero en estiaje y como orificio en epocas de avenida, Esta provisto de barrotes verticales o ligeramente inclinados que impiden el paso del material flotante generan perdidas hidraulicas que se deben calcular.

Hoja1Lh21.09064266452.21.0234988506