Capítulo 10

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Salida Trabajos y Poderpuntos de venta

A. INTRODUCCIÓN

10-l. Tipos y propósitos. -Una salida funciona es una combinación de estructuras y equipos necesarios para la operación segura y el control del agua proveniente de un reservorio para servir a varios propósitos. toma de corriente funciona normalmente se clasifican de acuerdo a su propósito, como las desembocaduras de ríos, que sirven para regular los flujos hacia el río y controlar la elevación del depósito; riego o abastecimiento de agua municipal puntos de venta, que controlan el flujo de agua en un canal, tubería, o un río para satisfacer las necesidades especificadas; o tomas de corriente que proporcionan paso del agua a las turbinas para la generación de energía. Cada tiene sus propios requisitos en cuanto al tipo y tamaño de la toma de corriente funciona necesarios. Las obras de salida pueden ser diseñados para satisfacer un requisito único o una combinación de requisitos de usos múltiples. salida típica de las obras de instalaciones se muestran en cifras 1 y 1 O-2.

C a n y o n F e r r y M ON T AN A

S E C C I Ó N A T R A V É S t u b e r í a s f o r z a d a s

T o m a d e c o r r i e n t e

a t r a v é s

d e d o m

aguja

S E C C I Ó N H T R U C A N A L O T T E L T

t o m a d e c o r r i e n t e

f u n c i o n a De a través de la DO ",aguja Un trashrack el sentido ascendente y

a l a e n e r g í a a g u a s a b a j o .

S E C C I O N T R T R I V E R S T E L T T S típica

t o m a d e c o r r i e n t e f u n c i o n a

o u t l e t

a t r a v é s d e l a s o n d p r e s a c o n t r o l a d o d e s d e c á m a r a l a p r e s a . l o s y m i n e r a l d e t r a s h r a c k e n l a c a r a a g u a s

a r r i b a d e l a p r e s a

La figura 10-l. toma de río típico trabaja con aquietamiento

288-D-3060

Figura toma de corriente y la salida del canal de obras. -288-D-3062

r e q u i s i t o s d e a g u a r í o a b a j o , l a p r e s e r v a c i ó n d e l a v i d a a c u á t i c a , r e d u c c i ó n d e l a c o n t a m i n a c i ó n c o r r i e n t e , y l a e v a c u a c i ó n d e e m e r g e n c i a d e l a p r e s a s o n a l g u n o s d e l o s f a c t o r e s q u e i n f l u y e n e n e l d i s e ñ o d e u n a t o m a d e r í o . E n c i e r t o s c a s o s , l a s o b r a s d e t o m a d e r í o s e p u e d e n u t i l i z a r t o Increasmi ºmi flow past ºmi dametro

en conjunctionorte con la norma l de descarga del aliviadero. También puede actuar como un regulador de control de inundaciones para liberar aguas almacenadas temporalmente

217

218

en el espacio de almacenamiento de control de inundaciones o de evacuar el almacenamiento en previsión de los flujos de inundación. Además, las obras de toma de río pueden servir para vaciar el depósito para permitir la inspección, para hacer las reparaciones necesarias, o para mantener la cara de aguas arriba de la presa u otras estructuras que normalmente inundado.

Los detalles generales de funcionamiento y el diseño de riego o salidas municipales e industriales son similares a los de las desembocaduras de ríos. La cantidad de agua de riego se determina a partir de las necesidades agrícolas proyecto o y se relaciona con el uso previsto y a los requisitos especiales de agua del sistema de riego. La calidad y cantidad de agua para uso doméstico se determinan a partir de las necesidades de agua comerciales, industriales y residenciales de la zona servida. El número y tamaño de riego y

DISEÑO DE presas de gravedad

salida municipal e industrial funciona dependerá de los requisitos de capacidad con el depósito en una elevación predeterminada, y de la cantidad de control requerido como la elevación del depósito fluctúa.

Las tomas de corriente proporcionan para el paso del agua a la central eléctrica; por lo tanto, deben estar diseñados para minimizar las pérdidas hidráulicas y obtener la máxima economía en la construcción y operación. Si el motor puede estar situado en el dedo del pie de la presa, un diseño con las tuberías de presión incorporados a través de la presa por lo general es más económico. Cuando el motor debe estar situado lejos del pie de la presa, las tuberías de presión pueden estar situadas en túneles o incrustados en la presa en la parte superior de su longitud y tendido expuesto por el tope de la central eléctrica.

B. SALIDA DE OBRAS OTRAS TOMAS energía que

10-2. toma de corriente funciona consiste en el equipo y las estructuras que en conjunto liberar el agua requerida para un propósito dado o combinación de efectos. Los flujos a través de las desembocaduras de ríos y puntos de venta del canal o de tuberías varían a lo largo del año y pueden implicar una amplia gama de descargas acordes con cabezas diferentes. La precisión y la facilidad de control son consideraciones importantes, y una gran cantidad de planificación pueden estar justificadas en la determinación del tipo de dispositivos de control que se pueden utilizar mejor.

Normalmente en una presa de hormigón, las obras de salida más económicas consiste en una estructura de admisión, un conducto o una serie de conductos a través de la presa, los dispositivos de control de flujo de descarga, y un dispositivo de disipación de la energía en caso necesario aguas abajo de la presa. La estructura de toma incluye un trashrack, una transición de entrada, y o u n a p u e r t a d e e m e r g e n c i a . E l d i s p o s i t i v o d e c o n t r o l s e p u e d e c o l o c a r ( 1 ) a l a e n t r a d a e n l a c a r a d e a g u a s a r r i b a , ( 2 ) e n a l g ú n p u n t o a l o l a r g o d e l c o n d u c t o y s e r r e g u l a d o d e l a s g a l e r í a s d e n t r o d e l a p r e s a , o ( 3 ) e n e l e x t r e m o c o r r i e n t e a b a j o d e l c o n d u c t o c o n l o s c o n t r o l e s d e o p e r a c i ó n c o l o c a d o e n u n a p u e r t a d e e n t r a d a e n l a c a r a a g u a s a b a j o d e l a p r e s a . C u a n d o h a y u n m o t o r u o t r a e s t r u c t u r a c e r c a d e l a c a r a d e

la presa, los conductos de salida se puede extender más aguas abajo de la descarga en el cauce del río más allá de estas características. En este caso, una válvula de control se puede colocar en una estructura de puerta en el extremo del conducto.

10-3. Layout.-La disposición de un particular,toma de corriente funciona estarán influenciados por muchas condiciones relativas a los requisitos hidráulicos, la altura y la forma de la presa, la adaptabilidad sitio, y la relación de º mi o u t l e t t r a b a j o s t o º mi

p r o c e d i m i e n t o s d e c o n s t r u c c i ó n y d e o t r o s a c c e s o r i o s d e l d e s a r r o l l o . F u n c i o n a u n a s a l i d a q u e c o n d u c e a u n c a n a l d e a l t o n i v e l o e n u n a t u b e r í a c e r r a d a d i f i e r e n e n f u n c i ó n d e d e s e m b o c a r e n e l r í o . S i m i l a i l y , u n e s q u e m a e n e l q u e l a s o b r a s d e s a l i d a s e u t i l i z a p a r a e l d e s v í o p u e d e n v a r i a r d e u n a q u e t i e n e u n d e s v í o s e e f e c t ú a p o r o t r o s m é t o d o s . E n c i e r t o s c a s o s , l a p r o x i m i d a d d e l a l i v i a d e r o p u e d e p e r m i t i r l a c o m b i n a c i ó n d e a l g u n a s d e l a s o b r a s d e s a l i d a y l o s c o m p o n e n t e s d e l v e r t e d e r o e n u n a so l a e s t r u c t u r a . A m o d o d e e j e m p l o , e l a l i v i a d e r o y l a s a l i d a d e o b r a s d e d i s e ñ o p o d r í a n e s t a r d i s p u e s t o s d e m a n e r a q u e l a s d e s c a r g a s d e a m b a s e s t r u c t u r a s s e v a c i a r á n e nun cuenco amortiguador común.

La topografía y la geología de un sitio tendrán una gran influencia en el diseño. los

SALIDAS-Sec . 219

ubicación aguas abajo del canal, la ubicación cercana de cualquier acantilados, y la anchura del cañón, son todos factores que afectan a la selección del tipo más adecuado y emplazamiento de las obras de salida. Las desembocaduras de ríos deben estar ubicados cerca del cauce del río para minimizar la excavación aguas abajo. Geología, tales como la ubicación, el tipo y la fuerza de la roca madre, es también un factor importante a tener en cuenta al hacer el diseño de una toma de corriente funciona. un unfavorablmi f o u n d a t i o norte

sucmarido u n so v e r b u r d e p r o f u n d a norteorinferior foundationorte

roca requiere una consideración especial cuando se selecciona un área de impacto; con una base débil, un cuenco amortiguador puede ser necesaria para evitar la erosión y daños en el canal.

Una toma de corriente funciona pueden ser utilizados para desviar el escurrimiento en el río o parte del mismo durante una fase del período de construcción, evitando así la necesidad de instalaciones adicionales para tal fin. El tamaño de la estructura de salida dictada por este uso en lugar del tamaño indicado para requisitos ordinarios de salida puede determinar el final de salida trabaja capacidad.

El establecimiento del nivel de consumo está influenciada por una serie de consideraciones tales como el mantenimiento de la descarga requerida en el e l evac ión mín imo de func ionamien to de l depós i to ,el establecimiento de un espacio de retención de limo, y permitiendo la retirada selectiva para lograr la temperatura y / o la calidad del agua adecuado. Las presas que embalsar las aguas para riego, uso doméstico, o para otros fines de conservación deben tener la toma de corriente funciona lo suficientemente baja como para ser capaz de llamar lade agua a la parte inferior del espacio de almacenamiento asignado. Además, si las salidas se van a utilizar para evacuar el depósito para su inspección o reparación de la presa, que deben colocarse lo más bajo posible, sin embargo, es una práctica habitual para hacer una asignación en un depósito para el almacenamiento inactivo para la deposición de sedimentos, pescado y conservación de la fauna y la recreación.

Los embalses se convierten térmicamente estratificado y

sabor y olor varían entre las elevaciones; Por lo tanto, la ingesta de salida debe establecerse en el mejor de elevación para lograrla calidad del agua satisfactoria para el propósito en la tendió. requisitos de peces y vida silvestre río abajo pueden determinar la

temperatura a la que se deben hacer los comunicados de salida.

El uso municipal e industrial del agua aumenta el énfasis en la calidad del agua y requiere que el agua que se elaborará desde el depósito a la elevación que produce la combinación más satisfactoria de olor, el sabor y la temperatura. las concentraciones de minerales, el crecimiento de algas, y la temperatura son factores que influyen en la calidad del agua y deben tenerse en cuenta para establecer la elevación de admisión. comunicados de abastecimiento de agua se pueden hacer a través de obras de salida separadas en diferentes elevaciones si los requisitos para los usos individuales de agua no son los mismos y el depósito es estratificada en la temperatura y la calidad del agua.

Downstreametro las necesidades de agua cambian a lo largo del año y las estratificaciones de la temperatura del agua y la calidad puede fluctuar dentro del depósito; Por lo tanto, la elevación a la que el agua debe extraerse del depósito puede variar. retirada selectiva se puede lograr mediante una disposición de salida de niveles múltiples en el que se puede liberar el estrato de agua que es más deseable a través de los trabajos de salida. dos esquemas de la toma de corriente funciona multinivel son comunes. El primero consiste en una serie de conductos de sal ida río a través de la presa en diferentes elevaciones, y la segunda consiste en una única sal ida a través de la presa con una disposición de obturación sobre la estructura trashrack. Los obturadores pueden ser ajustados para permitir la retirada selectiva de la elevación depósito deseado. Figura 15-1 en el capítulo XV muestra un ejemplo de una toma de multinivel obras que consta de cuatro ingestas conducto de salida a diferentes al turas, y la figura 15-2 muestra un ejemplo típico de una disposición de obturación en una estante para basura estructura.

Otro factor a considerar en la determinación de un diseño para una toma de corriente funciona es el efecto de un régimen particular para el progreso de la construcción. Un esquema que retrasa o interfiere con el progreso normal de la construcción de la presa de hormigón se debe evitar si es posible. Por lo general, un conducto horizontal a través de la presa tiene el menor efecto sobre el progreso de la construcción; Sin embargo, a veces otras condiciones restringen su uso. En términos generales, el conducto o menos otra salida de componentes que deben instalarse dentro del hormigón en masa de obras, la mayor

220

rápido el ritmo de construcción.10-4. Estructuras de admisión. -

Además De la formación de la entrada en las obras de salida, una estructura de entrada puede adaptarse a los dispositivos de control. También es compatible con accesorios auxiliares necesarios (como trashracks, pantallas de pescado, y los dispositivos de derivación), y puede incluir aberturas de desviación temporales y disposiciones para la instalación de la mampara o d i s p o s i t i v o s d e c i e r r e .

Una estructura de toma puede tomar una de las muchas formas, dependiendo de las funciones que debe servir, el rango en la cabeza embalse en virtud de los cuales debe operar, la descarga se debe manejar, el ritmo de detracción del depósito, las condiciones de basura en el depósito, el depósito las condiciones de hielo, y otras consideraciones.

Una estructura de toma de una presa de hormigón por lo general consiste en una estructura sumergida en la cara aguas arriba de la presa; sin embargo, torres de admisión en el depósito se han utilizado en algunosinstancias. La estructura de toma más comúnse compone de un consumo de boca de campana, una transición entre la boca de campana y el conducto en caso necesario, una estructura trashrack en la cara aguas arriba de la presa, y guía para ser usado con una puerta de cierre o la p a r a s e l l a r e l c o n d u c t o p a r a m a n t e n i m i e n t o y r e p a r a c i ó n . L a p u e r t a d e c i e r r e o l a por lo general son instalados y retirados por el uso de cualquiera de un pórtico o una grúa móvil que opera en la parte superior de la presa o desde una barcaza en el depósito.

(un) Trashrack.-A trashrack se utiliza para mantener la basura y otros desechos entren en la toma de

conducto y causando daño o el ensuciamiento del dispositivo de control. Dos tipos básicos de trashracks se utilizan para la toma de corriente funciona. Un tipo es una estructura de armazón de hormigón o de metal en la que se colocan trashracks de metal, y la otra es

una estructura todo-concreto que consiste en relativamente grandes aberturas formadas en el hormigón y es sin bastidores de metal. El tipo

trashrack de metal de la estructura proporciona para la selección de los desechos pequeños cuando se necesita

la protección para evitar daños en los dispositivos conductores, o de control. trashracks de metal por lo general consisten en barras de acero relativamente

delgadas y planas que se colocan en el borde de 2 a 9 pulgadas de distancia y se montan en las secciones de

bastidor. El área requerida es del trashrackfijado por una velocidad límite a través de la rejilla,que a su vez depende de la naturaleza de la

D I S E Ñ O D E p r e s a s d e g r a v e d a d

basura que debe ser excluido. Cuando las trashracks son inaccesibles para la limpieza, la velocidad a través de los bastidores normalmente no debe exceder de 2 pies por segundo. Una velocidad de hasta aproximadamente 5 pies por segundo puede ser tolerado para bastidores que son accesibles para la limpieza.

un e xa mp l mi de una estructura de hormigón con trashrack bastidores de metal que se muestra en la figura

10-3. La estructura de trama de hormigón se compone de una base en voladizo desde la cara aguas

arriba de la presa en la que se apoya la estructura trashrack, una serie de columnas colocadas en un

semicírculo alrededor de la línea central de la ingesta, y una serie de nervios horizontales espaciados a lo

largo de la altura completa de la estructura. La separación entre las columnas depende de la structural r e q u i s i t o s fo r º mi

d i f e r e n c i a l c a b e z a q u e s e p u e d e a p l i c a r a l a s t r a s h ra c k s y e l

t a m a ñ o d e l a s e c c i ó n d e b a s t i d o r d e m e t a l q u e p u e d e s e r c o n v e n ie n t e m e n te f a b r i c a d o y e n v i a d o . La a l t u r a v e r t i c a l d e l a e s t r u c tu r a t r a sh r a c k s e d i v id e e n u n a s e r i e d e b a h í a s p o r n e r v a d u ra s e n

fo r m a d e a r c o q u e s e u n e a l a c a r a d e l a p r e s a y d a r so p o r t e l a t e r a l a l a s

c o l u m n a s . Un a lo s a d e h o r m i g ó n só l id o g e n e ra lm e n t e s e c o n s t r u y e c o m o u n a

p a r t e su p e r io r d e l a e s t r u c tu r a c o n u n a r a n u r a fo r m a d a , e n c a so n e c e sa r io , p a r a p e rm i t i r l a c o l o c a c i ó n y r e t i r a d a d e l a

o compuerta de cierre. Las ranuras se forman en las columnas verticales para mantener

los trashracks de metal que se bajan en la posición de la parte superior. Cuando las tomas

están profundamente sumergidas, puede ser deseable retirar e instalar el metal

trashracks desde la superficie del agua del embalse. Las guías pueden estar soportados sobre un muro de hormigón curvo o "silos" que facilitará la extracción e instalación de las secciones trashrack.

Una estructura totalmente metálica trashrack contiene

arcos de acero horizontales espaciados a lo largo de la altura de la estructura vertical de acero con soportes entre los arcos. La estructura se puede construir de manera que los bastidores se deslizan en el marco de metal similar al sistema utilizado con el marco de hormigón, o el marco y trashracks se pueden fabricar en unidades compuestas y estas secciones de arco trashrack ensamblados para crear la estructura final. La parte superior de la estructura toda de metal por lo general consiste en barras trashrack admitidos que desee y que contiene la ranura necesaria para la colocación y retirada de la

SALIDAS-SEC. 1 O-5

o compuerta de cierre.

Cuando pequeña basura no tiene ninguna consecuencia y se puede lavar a través de los trabajos de salida sin dañar el dispositivo de conducto o control, una estructura todo-hormigón que tiene aberturas solamente formados en el hormigón puede ser utilizado. La altura y el tamaño de esta estructura trashrack, así como el tamaño de las aberturas formadas, son dependientes de la descarga deseada, la velocidad en la entrada, y el tamaño y la cantidad de los desechos en el depósito. Las aberturas para este tipo de trashrack lo general van desde 12 pulgadas a 3 pies. La forma de la estructura trashrack en plan puede ser rectangular, circular, o construido en acordes para facilidad de construcción, como se muestra en la figura 1 O-4.

El marco utilizado para apoyar trashracks de metal requiere un considerable tiempo de construcción cuando se formó de hormigón; Por lo tanto, el uso de una estructura de metal es a menudo deseable debido al tiempo de construcción más corto necesario para la instalación. Este tipo también interfiere menos con la rápida colocación de hormigón en una presa.

En caso de almacenamiento de los embalses de invierno se mantiene en climas fríos, el efecto de posibles condiciones de formación de hielo en la estructura de toma debe ser considerado. Donde el hielo superficie del embalse se puede congelar en torno a una estructura de toma, no hay peligro para la estructura no sólo de actuar lateralmente la presión del hielo, sino también de las fuerzas de levantamiento si un depósito de llenado levanta la masa de hielo vertical. Estos efectos se deben considerar en el diseño de la trashrack y la estructura de entrada, y pueden ser un factor en la determinación de la altura de la estructura trashrack. De ser posible, la estructura debe ser sumergido en todo momento. Sin embargo, si la estructura es probable que estar por encima de la superficie del agua del depósito en momentos y cargas de hielo presentará un peligro, un sistema de burbujeo de aire puede ser instalado alrededor de la estructura para hacer circular el agua más caliente desde la parte inferior en el depósito que se mantenga la zona de superficie adyacente a la estructura libre de hielo. un sistema de este tipo requiere un suministro constante de aire comprimido y debe ser operado continuamente durante los meses de invierno.

(segundo) y Transition.-La entradaa un conducto debe ser racionalizado y proporcionar cambios suaves y graduales en la dirección de

221

fluya para minimizar las pérdidas de carga y evitar zonas donde las presiones de cavitación pueden desarrollar. Cualquier cambio brusco en la sección transversal de un conducto o de cualquier proyección en el conducto, tal como un marco de puerta, crea turbulencia en el flujo que aumenta en intensidad a medida que aumenta la velocidad. Estos efectos pueden minimizarse mediante la configuración de la entrada a adaptarse a la forma de un chorro que sale de un orificio estándar. Estas entradas boca de campana, como se les llama, se discuten en la sección 1. En cualquier momento en que las obras se requiere un cambio en la sección transversal de la salida, como en los casos, se deben utilizar los cambios de salida desde el tamaño y la forma de la entrada a la del conducto de una transición gradual suave.

1O-5. Conductos. -Los Conductos de salida a través de una presa de hormigón son los conductos que transportan el agua desde el depósito de aguas abajo del río, canal o tubería. Un conducto puede consistir en una abertura formada a través de o de un revestimiento de acero incrustado en el hormigón en masa. La forma puede ser rectangular o redonda, o puede pasar de una forma a la otra dependiendo de la forma de la entrada de admisión y en el tipo y la ubicación del equipo de control. Las obras de salida pueden contener uno o más conductos en función de los requisitos de descarga para un predeterminadodepósito de elevación de la superficie del agua. dos más pequeñosconductos son preferibles a uno uno más grande, de modo que una salida puede ser operado mientras que el otro se cierra para su inspección y mantenimiento.

El diseño de los conductos necesarios para pasaruna descarga dada por medio de una presa de hormigón essobre la base de la cabeza, velocidad de flujo, el tipo de control, longitud de conducto, y las consideraciones económicas asociadas. Generalmente, el conducto más económica para una toma de corriente es uno que es horizontal y pasa a través de la parte más estrecha de la presa; Sin embargo, la mayoría de toma de corriente funciona requieren que el conducto de entrada y la salida estén en diferentes elevaciones para satisfacer requisitos de control de aguas arriba y aguas abajo. El número de curvas requeridas en un conducto de salida debe reducirse al mínimo y todos los radios debe hacerse tan larga como sea posible para reducir la pérdida de carga.

10-6. Gates y Outlet vertidos desde un depósito toma de corriente funciona varían a lo largo del año dependiendo de

222 DISEÑO DE presas de gravedad

MITAD SECCIÓN ' ON B - B

S E CC I Ó N A - A S E C C I Ó N J - J

Figura salida estructura-plantas y secciones (hoja 1 de 2). -288-Rb-3063

las necesidades de agua y aguas abajo del depósito de inundación

control, compuertas o válvulas deben estar

instalado enc o n t r o l r e q u i s i t o s . P o r l o t a n t o , l a algún punto a lo largo del conducto.agua embalsada debe ser liberado en específico Dispositivos de control para toma de corriente funciona son tarifas reguladas. Para lograr este dischargmi clasifican de acuerdo con su función en el

SALIDAS-Sec. 223

,. . . .

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S E C C I Ó N H - H

S E G U N DO . N - N

S E C C I Ó N L - L

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Simétrico acerca de

S E C C I Ó N D E M E D I O D - D

S E C C I Ó N G - G N O

S E C C I Ó N D E M E D I O E - E H A L F S E C C I O N F - F B A S E P L A N

HORMIGÓN REQUISITOS

excepto las superficies Ail o

FUERZA

de hormigón. otro Thon musgo. sobre la base de resistencia a la compresión de Antiguo Testamento

caucho

N O T A S La referencia de el SE C C I O N M -METRO

sto ond cuesta abajo de yo

aChaflán o herramienta expuesto esquinas a menos

especificadohielo no

mostrado sistema mostrado

Figura toma de río estructura-plantas y secciones (hoja 2 de 2). -288-D-3063


S E C C I Ó N A - A

S e c c i ó n B - B

por lo general requieren un equipo especialmente diseñado. El tipo de dispositivo de control debe ser utilizada que menos afecta el flujo en el conducto. Por ejemplo, si se deben utilizar posibles, puertas de control y de emergencia o válvulas que no requerirá transiciones de un tamaño y forma de conducto a otro debido a que estas transiciones son costosos y pueden contribuir en gran medida a la pérdida de carga a través del conducto.

(A) Localización de control Devices.-El puerta de control para una toma de corriente funciona puede bc colocado en el extremo aguas arriba del conducto, en un punto intermedio a lo largo de su longitud, o en el extremo de salida del conducto. Donde el flujo de una puerta de control se libera directamente en la descarga como libre abierto, únicamente la parte del conducto de aguas arriba de la puerta estará bajo presión. Cuando una puerta de control o la descarga de la válvula en un tubo de presión cerrado, el control sólo servirán para regular las liberaciones: flujo de la tubería completa ocurrirá en el conducto de aguas arriba y aguas abajo de la puerta de control. Para el tipo de presión-pipe, la ubicación de la puerta o de la válvula tendrá poca influencia en

SECCIÓN TÍPICA Sección típica THRU (trashrack CIRCULAR)

trashrack instalaciones típicas. -288-D-3064

estructura. Operando puertas y válvulas de regulación se utilizan para controlar y regular la toma de corriente funciona fluyen y están diseñados para funcionar en cualquier posición de cerrado a completamente abierto. puertas de la Guardia o de emergencia están diseñados para efectuar el cierre en caso de fallo de las puertas de funcionamiento, o donde se desea unwatering ya sea para inspeccionar el conducto por debajo de las puertas de guarda o de inspeccionar y reparar las puertas de funcionamiento.

Guías se pueden proporcionar en la entrada del conducto para acomodar o mamparos de modo que el conducto se pueden cerrar durante un período de emergencia o para el mantenimiento. Para este tipo de instalaciones, pueden o no pueden ser proporcionados compuertas de seguridad, dependiendo de si el Se pueden instalar fácilmente si surge una emergencia durante los períodos de funcionamiento normales depósito.

compuertas y válvulas comerciales estándar están disponibles y pueden ser adecuados para instalaciones de baja directa que incluyeron relativamente pequeñas descargas. instalaciones de alta de la cabeza, sin embargo,

el diseño en la medida en que las presiones internas se refiere. Sin embargo, cuando un vertidos de control en un conducto de flujo libre, la localización de la puerta de control se convierte en una consideración importante en el diseño de la salida.

Los factores que deben ser considerados en

la localización de los dispositivos de control para ser utilizado en una toma de corriente funciona incluyen el tamaño de los conductosrequiere, el tipo de presa, las estructuras de aguas abajo, y la topografía. El uso de puertas en la cara de aguas arriba o aguas abajo de la presa puede ser excluida en el caso de una ubicación satisfactoria para el equipo de puerta y de funcionamiento o el acceso no está disponible debido a la disposición de la presa o a la topografía circundante. El uso de cámaras de compuerta dentro de la presa es posible sólo si el espesor de la presa es lo suficientemente grande para contener de manera segura la cámara requerida. Cuando la toma de corriente funciona vertidos en un vertedero delantal, el dispositivo de control puede, por necesidad, tiene que estar situado ya sea en una cámara dentro de la presa o en el de aguas arriba d e l a p r e s a .

La localización más deseable que el dispositivo de control es por lo general en el extremo aguas abajo del conducto. Esta ubicación permite que la mayor parte de la

SALIDAS-SEC. 1 O-7

energía se disipe fuera del conducto, la eliminación de una posible causa de la cavitación y las vibraciones desde el conducto. Mediante la eliminación de la operación de puerta en la entrada y dentro del conducto, mejores condiciones de flujo se pueden mantener a lo largo de toda la longitud del conducto. Además, el tamaño de la estructura de toma a veces puede ser reducido si la puerta de control no se incorpora en la estructura, y esto puede dar la ubicación aguas abajo una ventaja adicional de la economía.

(segundo) tipos de Válvulas y grifos. tipos -muchos de válvulas y compuertas están disponibles para el control de la toma de corriente funciona. Cada plan de toma de corriente funciona requiere compuertas o válvulas que son muy adecuadas para las condiciones de funcionamiento y las características de ese plan. La ubicación del dispositivo de control a lo largo del conducto, la cantidad de la cabeza aplica, y el tamaño y la forma del conducto se utilizan todos los factores en la determinación del tipo de dispositivo de controlconsidera probable que sea más útil. Algunos tipos de compuertas y válvulas funcionan bien en cualquier abertura, por lo tanto se puede utilizar como puertas de control, mientras que otros funcionan mejor solamente a plena abierta y sólo se pueden utilizar como puertas de emergencia o de guardia.

Cuando el dispositivo de control está situado en la salida de obras de toma y se va a operar en condiciones de baja la cabeza, el dispositivo más utilizado sería una puerta deslizante. Si el control está en un punto intermedio a lo largo del conducto, dispositivos de control, tales como puertas de alta presión de diapositivas, válvulas de mariposa, o puertas-rueda fija se pueden utilizar para el control de las descargas. Control en el extremo aguas abajo del conducto de salida se puede conseguir mediante el uso de una puerta de alta presión de diapositivas, una puerta de flujo de chorro, o una válvula de chorro hueco que desemboca en el canal o dispositivo stiliing. Estos son dispositivos de control que son comúnmenteusado; otros tipos de puertas o válvulas pueden ser utilizados en caso de ser más adecuado para una situación particular.

puertas o válvulas de emergencia o de guardia se instalan en los puntos de venta de aguas arriba del dispositivo de control, para proporcionar un medio de emergencia de cierre del conducto. Estos dispositivos de emergencia pueden consistir en una puerta ruedas fijas paracerrar la entrada al conducto, un duplicadode la puerta de control o válvula en tándem y operado desde una cámara o una galería en la presa

225

o en una casa de control en la cara de aguas abajo, o una puerta tal como una puerta de anillo seguidor en tándem con la puerta de control. Una puerta de anillo seguidor es muy adecuado para servir como una emergencia o puerta de guardia (que opera totalmente abierta o totalmente cerrada), ya que la puerta de anillo seguidor cuando está completamente abierta es del mismo tamaño y forma que el conducto y provoca poca perturbación a el flujo.

o una puerta de cierre en la cara de la presa se puede utilizar para permitir unwatering de toda la vía acuática y generalmente ambos están diseñados para funcionar bajo presión equilibrada. Cualquiera de los dispositivos se baja en su lugar sobre la entrada con la puerta de control o una puerta de emergencia cerrada y el conducto es entonces sin agua. Un medio de pasar el agua desde el depósito en el conducto para equilibrar la presión a ambos lados de la o compuerta de cierre antes de que se plantearon debe ser proporcionada. pasajes aéreos adecuados deben proporcionar inmediatamente aguas abajo de la o compuerta de cierre, para evitar que el aire quede atrapado y comprimido cuando el agua es admitido en el conducto a través del relleno no pasa, y para reducir o eliminar la presión negativa durante unwatering.

7. IO dispositivos disipadores de energía. -La Descarga de una salida, ya sea a través de puertas, válvulas o conductos de flujo libre, surgirá a gran velocidad, por lo general en una dirección casi horizontal. La descarga puede ser liberada directamente en el canal o cauce del río aguas abajo si las estructuras no están en peligro porla alta velocidad de flujo y si la geología y la topografía son tales que no se producirá una erosión excesiva. Sin embargo, si el desgrasado y la erosión son propensos a estar presente, algunos medios de disipación de la energía del flujo deben ser incorporados en el diseño. Esto se puede lograr por la construcción de un cuenco amortiguador u otra estructura de disipación de energía inmediatamente aguas abajo de la salida.

Los dos tipos de dispositivos de disipación de energía más comúnmente usado en conjunción con el enchufe funciona en presas de hormigón son salto hidráulico tanques de sedimentación y piscina de inmersión. En algunas presas, es posible disponer la salida funciona en conjunto con el aliviadero de utilizar el aliviadero dispositivo de amortiguación para disipar la energía de la descarga de agua del río


puntos de venta. dispositivos de disipación de energía para libre flow toma de corriente funciona de conducto son esencialmente los mismos que

aquellos para los aliviaderos, discutido en el capítulo IX. + h El diseño de dispositivos para disipar el flujo de chorro esdiscutido en tionorte 12. + h

Diseño hidráulico de la toma de corriente funciona

1 O-8. Consideraciones Generales. -Los Hidráulica de toma de corriente funciona implica una o ambas de las dos condiciones de canal de flujo abierto (o libre) de flujo y el flujo de conducto completo (o presión). Análisis de flujo de canal abierto en la toma de corriente funciona, ya sea en una vía abierta o en un conducto parcialmente lleno, se basa en el principio de flujo no uniforme constante conforme a la ley de conservación de la energía. flujo de la tubería completa en conductos cerrados se basa en el flujo de presión, lo que implica un estudio de pérdidas hidráulicas para determinar las alturas totales necesarios para producir las descargas necesarias.

dónde :

marido

=trashrack pérdidas,=las pérdidas de ingreso,=las pérdidas de la curva,=contracción pérdidas,

pérdidas de expansión,compuerta o válvula de pérdidas y

=las pérdidas por fricción.

cuencas salto hidráulico, piscinas de inmersión, o en otros dispositivos stilling se pueden emplear para disipar la energía de flujo en el extremo de laenchufe funciona si las condiciones justifican su uso.

1 0 - 9 . F l u j o d e p r e s i ó n e n l a s a l i d a

Conduits .-La mayor parte toma de corriente funciona para presas de hormigón han sumergido las condiciones de entrada y el flujo a presión con un dispositivo de control en el extremo aguas abajo.

Para el flujo en un sistema de tuberías cerrado, como se muestra en la figura 1 O-5, la ecuación de Bernoulli se puede escribir como sigue:

dónde:

= La altura total necesaria para superar las diversas pérdidas de carga de Produce descarga,

las pérdidas acumuladas del sistema, y

marido = La pérdida de carga de velocidad de salida en la salida.

En la ecuación (2) los subíndices numéricos se refieren a los componentes distintos, transiciones, y llega a la que se aplican las pérdidas de carga.

P a ra u n a t o m a d e l i b r e d e sc a r g a , se mide desde la superficie del agua del depósito deel centro de la puerta de salida o la abertura de salida. Si el chorro que fluye hacia fuera se apoya en un piso de abajo, la altura se mide a la parte superior del chorro que emerge en el punto de mayor contracción; Si se sumerge el portal de salida la altura se mide con el nivel del agua de descarga.

Las diversas pérdidas están relacionadas con la carga de velocidad en los componentes individuales, y la ecuación (2) se puede escribir:

La ecuación (1) se puede extender a la lista cada pérdida,como sigue: (Ecuación continuó página.)

SALIDAS-SEC. 1 O-9 227

factor de fricción en el W e i s b a c h p a r a e l f l u j o d e l a t u b e r í a ,

coeficiente de dilatación pérdida, coeficiente de pérdida de la contracción, el coeficiente de pérdidas puerta, ycoeficiente de carga con

velocidad de salida en la salida.

dónde :

= Diámetro del conducto,gramo aceleración debida a la

fuerza de la gravedad,L longitud de conducto, v

velocidad,trashrack coeficiente de pérdida, coeficiente de pérdida de entrada, coeficiente de pérdida por curvatura,

La ecuación (3) se puede simplificar mediante la expresión de las pérdidas individuales en términos de una altura de velocidad elegido arbitrariamente. Esta

carga de velocidad, generalmente se selecciona como que en una parte importante del sistema. Si las diversas cabezas de velocidad para el sistema

mostrado en la figura están relacionados con que en el conducto de aguas abajo, con un área de la

conversión para cualquier área (x) se encuentra comomostrado a continuación.

Por el principio de continuidad, Q

AV = A,

+ tyo

Zona de flexión

IO-5. representación gráfica de las pérdidas de carga típicas de salida bajo presión. -288-D-3065

un,

228

donde:

Entonces :

Q = descarga,a = área de sección transversal del conducto, y

= Velocidad.

y


0 - 1 0 . L a s p é r d i d a s d e p r e s i ó n d e f l u j o e n Conductos. -head pérdidas en los conductos de sal ida de las obras son causados principalmente por la resis tencia de fr icción a fluir a lo largo de las paredes la terales del conducto. Las pérdidas adicionales son el resultado de interferencias trashrack, contracciones de entrada, contracciones y expansiones en instalaciones de puertas , curvas, puerta y válvula constr icciones y otras interferencias en el conducto. Para un diseño conservador, mayor que el promedio de pérdida de coeficientes se supondrá para la computación requerido de conductos y componentes tamaños, y más pequeños coeficientes de pérdida se debe uti lizar para el cálculo de las energías de flujo en el

a partir del cual:

2g

La ecuación (3), entonces se puede escribir

K

- K

Si la parte entre corchetes de la expresión está representada por la ecuación se puede escribir:

(5)

A continuación:

salida. Las pérdidas importantes que contribuyen de un sistema de conducto o tubería se discuten en elresto de esta sección.

(un) Fricción Losses.-Para el flujo en las tuberías de gran tamaño, la fórmula de Darcy-Weisbach más se emplea a menudo para determinar las pérdidas de energíadebido a las resistencias de fricción del conducto. La pérdida de carga se indica por la ecuación:

re (7)

donde el coeficiente de pérdida por fricción y otro símbolos son como se definen anteriormente. Esta coeficiente varía con la superficie del conductorugosidad y con el número de Reynolds. Esta última es una función del diámetro de la tubería y de la velocidad, viscosidad y densidad del fluido que fluye a través de él. Los datos y procedimientos para evaluar el coeficiente de pérdidas se presentan en Ingeniería Monografía No. 7 [ Ya que no es un valor fijo, muchos ingenieros no están familiarizados con sus variaciones y prefieren utilizar el coeficiente de rugosidad de Manning de que ha sido más ampliamente definido. Si se desprecia la influencia del número de Reynolds, y si el factor de rugosidad en relación con el tamaño de la tubería se supone constante, la relación

en la ecuación de Darcy-Weisbach to en la ecuación de Manning será:

'Los números entre paréntesis se refieren a los artículos en la bibliografía, sec.

SALIDAS-SEC. IO- I 0

dónde : En lo anterior:229

= Radio hidráulico, y = Diámetro del conducto.

Las relaciones entre el Darcy-Weisbach y los coeficientes de Manning se pueden determinar de forma gráfica en la figura 10-6.

C u a n d o l a s e c c i ó n t r a n s v e r s a l d e l c o n d u c t o e s d e f o r m a r e c t a n g u l a r , l a f ó r m u l a d e D a r c y - W e i s b a c h n o s e a p l i c a p o r q u e e s p a r a t u b o s c i r c u l a r e s , y l a e c u a c i ó n d e M a n n i n g s e p u e d e u s a r p a r a c a l c u l a r l a s p é r d i d a s p o r f r i c c i ó n . l a e c u a c i ó n d e M a n n i n g ( v é a s e s e c . En el apéndice F) aplicada al flujo de conducto cerrado es:

Los valores máximos y mínimos de los cuales se pueden utilizar para determinar el tamaño del conducto y la energía de flujo son como sigue:

material de conductoMáximo Mínimo

tubos de hormigón o yeso en el lugar del conducto

tubo de acero conuniones soldadas

0,014 0,008

(segundo) Pérdidas. -Trashrack estructuras que consisten en elementos estructurales muy espaciados y sin cremalleras causarán muy poca pérdida de carga, y trashrack pérdidas en tal caso podría ser descuidado en el cálculo de las pérdidas de conducción. Cuando la estructura de la basura se compone de bastidores de barras, la pérdida dependerá del espesor de la barra, la profundidad y el espaciamiento. Como se muestra en la referencia [

una aproximación promedio se puede obtener de la ecuación:

Pérdida =

el coeficiente de pérdida trashrack

(empírico),= El área neta a través de la rejilla

barras,la superficie total de los bastidores y

apoya y,la velocidad a través de la

superficie neta trashrack.

Cuando se desean valores máximos de pérdida, asumir que 50 por ciento de la superficie neta bastidor está obstruido. Esto dará como resultado el doble de la velocidad a través del trashrack. Para un mínimo de pérdidas trashrack, no asumen ninguna obstrucción de las aberturas cuando se calcula el coeficiente de pérdida o descuidar la pérdida por completo.

(C) Recepción Losses.-La pérdida de carga en

la entrada de un conducto es comparable a ella pérdida de un tubo corto o en una esclusa. Si es la cabeza de la producción de la descarga, C es el coeficiente de descarga, y a es el área, elde descarga es

y la velocidad es

Ya que es la suma de la carga de velocidad y la pérdida de carga en la entrada la ecuación (11) se puede escribir:

o

dónde: Entonces :2

=1.45


l a ecuac ión de Darcy pa ra la pé rd ida de f r i cc ión en tuber ías c i rcu la res

L

0. 0 2 5 l a e c u a c i ó n d e M a n n i n g para f r i c t io norte la pérdida en las tuberías

0. 0 7 . 0

6 . 0

1 8 5 5. 0

4. 0

3. 0

r e l a c i ó n e n t r norteun

unare 2. 0

Darcy 1 8 5

5 un

un0 . 6

Figura Relación entre Darcy'sf y Manning para el flujo en las tuberías. -288-D-3066

Llamarada

ángulo0.40 0.49 0.60 0.67

1 .OO0.12

SALIDAS-SEC. IO-10

Los coeficientes de coeficientes de descarga de pérdidas y entradas típicas para conductos, como se da en diversos textos y documentos técnicos, se enumeran en la tabla 10-l.Pérdidas (d) Bend. las pérdidas en -Bend cerradaconductos en exceso de los debidos a la pérdida por fricción a través de la longitud de la curva son una función del radio de curvatura, el diámetro del tubo, y elángulo a través del cual la curva se convierte.

Los gráficos tomados en parte de referencia dando como una función de estos

parámetros se muestran en la figura 10-7. La figura 10-7 (b) muestra los coeficientes de

dobla para diversas relaciones de radio de curvatura a diámetro de tubería. La figura indica los

coeficientes para que no seaenfermedad de buzo. El valor del coeficiente de

pérdida,

231 máximo de 0,5 para un ángulo de contracción derecha.

Para expansiones, la pérdida de carga, , será

ser aproximadamente igual a

donde es como sigue:

yo yo

, Para varios valores de se puede aplicar

directamente para conductos circulares; para conductos rectangulares se toma como la altura de la sección en el plano de la curva.

(E) Paso las pérdidas Losses. -Head en contracciones graduales o expansiones en un conducto puede considerarse en relación con el aumento o la disminución de la carga de velocidad, y pueden variar de acuerdo con la velocidad de cambio de la zona y la longitud de la transición. Para contracciones la pérdida de carga, s e r á d e a p r o x i m a d a m e n t e

, Donde varía de0,1 para las contracciones graduales a 0,5 para las contracciones bruscas. Cuando el ángulo de apertura no superior a la indicada en la sección 10-l 1, el coeficiente de pérdida puede ser asumido como 0,1. Para ángulos mayores llamaradas, el coeficiente de pérdida se puede suponer que varía en una relación de línea recta a una

puerta y Losses.-n la pérdida de la puerta es necesario suponer que una puerta está montado en la entrada del conducto de modo que cuando abrir amplia que no interfiere con las condiciones de flujo de entrada. También, puertas de emergencia que son del mismo tamaño y forma que el conducto, tales como puertas de anillo seguidor en un conducto circular, no afectan el flujo y las pérdidas asociadas son insignificantes. puertas de emergencia, como montadas en el volante o de rodillos montados en puertas, aunque sólo funciona a plena abierta, tener una de no superior a 0,1 debido al efecto de laespacio.

Para puertas de control, al igual que con las puertas de emergencia, montados en un conducto para que el suelo, los laterales y el techo, tanto aguas arriba como aguas abajo, se continúan con la apertura de la puerta, tendrá que ser considerado solamente las pérdidas debidas a la ranura, para lo cual un valor de no superior a 0,1 puede ser asumido. Para puertas abiertas en parte, el coeficiente de pérdida dependerá

Tabla 10-l .-Los coeficientes de coeficientes de descarga de pérdidas y entradas del conducto.

Tipo de entradacoeficiente C coeficiente de pérdidas

mamá mamá años mamá mamá años(1) de esquinas cuadradas (2) ligeramente redondeadas (3) totalmente redondeada

0.15 (4) boca de campana circular (5) Plaza de boca de

0.85 0,77 0.82 0.70 0.40 0.50

.10


DIBUJO DEFINICIÓN

0.20 yo yo yo yo

ángulo de desviación EN GRADOS PROPORCIÓN

VS LA DESVIACIÓN ANGLmi VS FOR

ENFERMEDAD DE BUZO

Coeficiente para pérdidas de curvatura en un circuito cerrado. -288-D-3067

en la contracción superior.La pérdida y de descarga coeficientes para las

puertas de control y válvulas individuales varían con cada tipo y diseño; Por lo tanto, la actual

coeficientes utilizados en el diseño deben ser adquiridos del fabricante o en ensayos realizados en

un laboratorio. Como se ha indicado anteriormente, la además varía para las aberturas parciales de la

puerta o de la válvula. (G) Salir ocurrirá Losses.-n de recuperación de la carga de

velocidad en la liberación de unaconducto de presión se descarga libremente, o se sumerge o apoyado en un piso abajo. velocidad del coeficiente de pérdida de carga, en estos casos es igual a 1,0. Cuando se proporciona un tubo divergente en el extremo de un conducto, se obtendrá la recuperación de una parte de la carga de velocidad si el tubo se expande gradualmente y si el extremo del tubo es

sumergido. El coeficiente de pérdida de carga de velocidad, a continuación, se reduce a partir del valor de 1,0 por el grado de recuperación de la carga de velocidad. Si a, es el área en el comienzo del tubo divergente y una, es la zona en el extremo del tubo,

e s2

igual a .1 0 T r a s n i c i ó n S a p e

s. - - (un) Entrances.-A minimizar las pérdidas de carga y evitar zonas donde las presiones de cavitación pueden desarrollar, la entrada de un conducto de presión debe ser simplificado para proporcionar cambios suaves y graduales en el flujo. Para obtener la mejor eficiencia de entrada, la forma de la entrada debe simular la de un chorro de descarga en aire. Al igual que con la presa en forma de lámina vertiente-, la forma de entrada debe orientar y apoyar el chorro con un mínimo de interferencia hasta que esté

SALIDAS-SEC.

contratado para las dimensiones del conducto. Si la curva de entrada es demasiado fuerte o demasiado corto, las áreas de presión subatmosféricas pueden desarrollar lo que puede inducir cavitación. Una entrada de boca de campana que se ajusta a o ligeramente invade el perfil de chorro libre será la mejor forma de entrada. Para una entrada circular, esta forma puede ser aproximada por una curva de entrada elíptica representada por la ecuación:

dónde :

ejército de reserv

anorte

= El ángulo de la pared del conducto superficies con respecto a su línea central, y

un parámetro arbitrario

233

RCEstmiunre son coordenadas cuyas x-x eje es paralelo a y 0.650 de la línea central del conducto y cuya y-eje y es normal a la línea central del conducto y aguas abajo de la cara de entrada. El factor

es el diámetro del conducto en el extremo de la transición de entrada.

El chorro que sale de un cuadrado o rectangularde apertura no es tan fácilmente define como una emisión de una abertura circular; las curvas superior e inferior pueden ser diferentes de las curvas laterales, tanto en longitud y curvatura. En consecuencia, es más difícil de determinar una transición para una abertura cuadrada o rectangular que eliminará presiones subatmosféricas. Una entrada curva elíptica que tenderá a minimizar los efectos de presión negativa se define por la ecuación:

( 0 . 3 3 0)

dónde es la altura vertical del conducto para definir las curvas superior e inferior, y es la anchura horizontal del conducto para definir las curvas laterales. Los ejes mayor y menor están posicionados de manera similar a los indicados para la boca de campana circular.

(segundo) Estafa tracciones y expansiones. -A

reducir al mínimo las pérdidas de carga y para evitar las tendencias a lo largo de las transiciones de cavitación superficies de conducto, de contracción y expansión hacia y desde las secciones de control de puerta en un conducto de presión debe ser gradual. Para las contracciones, el ángulo convergente máxima no debe exceder de la indicada por la relación:

Los valores de y s o n l o s p r o m e d i o s d e l a s v e l o c i d a d e s y d i á m e t r o s a l p r i n c i p i o y a l f i n a l d e l a t r a n s i c i ó n .

Expansiones deben ser más gradual que las contracciones debido al peligro de cavitación, donde se producen cambios bruscos en las paredes laterales. Por otra parte, como se ha indicado ensección coeficientes de pérdidas para ampliaciones aumentan rápidamente después de que el ángulo de aperturaexcede de aproximadamente Expansiones deben basarse en la relación:

ejército de reserv

anorte =1

Las notaciones son las mismas que para la ecuación (15). Para las instalaciones habituales, el ángulo de apertura no debe exceder de aproximadamente

Los criterios para establecer el máximo de contracción y expansión ángulos para conductos que fluye parcialmente lleno son los mismos que para el flujo de canal abierto, como se indica en la sección 9-18 (b) del capítulo IX.

1 0 - 1 2 . E n e r g ía Disipación dispositivos. -Cuando Sea posible, los trabajos de salida deben estar situados de forma que la energía vertedero disipar las estructuras también se puede utilizar para calmar el flujo de los trabajos de salida. cubos deflectores y cuencas salto hidráulico se diseñan habitualmente para calmar los dos toma de corriente funciona y fluye vertedero cuando funciona la salida de flujo puede ser dirigido hacia la cuenca del aliviadero de amortiguación. El diseño hidráulico de aliviaderos de flujo libre y toma de corriente funciona se discute en el capítulo IX. piscinas y tanques de reposo salto hidráulico diseñado sólo para toma de corriente funciona se discuten a continuación.

(A) salto hidráulico Basins.-Donde la descarga toma de corriente funciona consta de flujo de chorro, la


cuencas de flujo de salto de amortiguación hidráulica de canales abiertos antes mencionados no son aplicables. El flujo de chorro o bien tiene que ser dirigida a la pista de transición se acerca la cuenca por lo que llegará a ser distribuido uniformemente, estableciendo así las condiciones de flujo de canal abierto en la cuenca, o un recipiente especial tiene que ser diseñado.

El diseño de una cuenca de tal manera que va a funcionar bien en cualquier vertidos es difícil el uso de cálculos teóricos y pruebas con modelos deben llevarse a cabo para finalizar todos los diseños, si es posible . el Bureau

de Reclamación hidráulica de laboratorio ha desarrollado diseños generalizados de varios t ipos de cuencas basados en pruebas con modelos ejecutadas anteriormente. reglas de diseño generales se presentan de modo que las dimensiones necesarias para una estructura particular se puede determinar fácil y rápidamente. Un ejemplo de ello es el diseño de una cuenca salto hidráulico para siendo el flujo de chorro de una válvula de chorro hueco. Esta cuenca es de aproximadamente un 50 por ciento más corto que un lavabo convencional . El cuenco amortiguador está diseñado para tomar ventaja de la forma hueca de chorro, por lo que chorros de sólidos no se puede uti lizar. El procedimiento de diseño general , se puede encontrar en Ingeniería Monografía No.

(segundo) Inmersión Pools.-donde el flujo de un problemas conducto de salida de una válvula de control de aguas abajo o tubería libremente descarga, una o piscina revestida de hormigón y podría ser utilizado. Tal grupo deberá emplearse únicamente cuando el chorro de descarga en el aire y luego se hunde hacia abajo en la piscina.

Cuando una gotas en caída libre desbordamiento nappe

verticalmente en una piscina en un lecho de río, una piscina de inmersión se recorrió a una profundidad que está relacionada con la altura de la caída, la profundidad de agua de descarga, y la concentración del flujo de Profundidades de socavación son influenciados inicialmente por la erosionabilidad del material corriente de agua o el lecho rocoso y por el tamaño o la gradación de tamaños de cualquier material de blindaje en la piscina. Sin embargo, el blindaje o superficies de protecciónde la piscina se reducirá progresivamente por la acción abrasiva del material batiendo a un tamaño que se recorrió hacia fuera y lo último profundidad de

erosión será, para todas las consideraciones prácticas, estabilizar a una profundidad que limita con independencia del tamaño del material. Una aproximación empírica basada en datos experimentales tiene

sido desarrollado por Veronese para limitar recorrer profundidades, como sigue:

= 1.32

dónde :

la profundidad máxima de socavación

por debajo del nivel del agua de descarga en los pies, la cabeza desde el depósito hasta

los niveles de agua de descarga en los pies, y

la descarga en pies cúbicos porsegundo por pie de ancho. (La anchura usado para una circulartubería o válvula de descarga debe ser el diámetro).

piscina de inmersión utilizados como disipadores de energía deben ser probados en modelos hidráulicos o, si es posible, en comparación con diseños similares en uso o previamente probados en un modelo hidráulico.

10-13. Flujo de canal abierto en el Outlet WORKS.-Si la puerta de control de salida o válvula está en el extremo de aguas arriba o en algún punto a lo largo del conducto, aire librenorte f l u j o d e c a n a l p u e d e e x i s t i r a g u a s a b a j o d e l c o n t ro l ; S i n e m b a r g o , a g u a s a r r i b a d e l a d e c o n t ro l d e l f l u j o e s t á b a jo p r e s i ó n y e l a n á l i s i s e s s i m i l a r a l a d e s c r i t a e n l a s s e c c io n e s a n t e r io r e s . E l c o n d u c t o d e a g u a s a b a jo d e l c o n t r o l p u e d e s e r a m p l i a d o o a b o c in a d a p a r a a se g u r a r c o n d i c i o n e s s i n p r e s i ó n , s i s e d e se a . Cu a n d o e x i s t e n c o n d i c io n e s d e f l u j o d e c a n a l e s a b i e r to s , l o s p ro c e d i m i e n t o s d e d i s e ñ o s o n s i m i l a r e s a l o s d e f l u jo d e l a l i v i a d e ro c a n a l a b i e r t o d i s c u t id o e n e l c a p í t u lo I X . Un e j e m p lo d e u n a t o m a d e c o r r i e n t e f u n c i o n a c o n e l f l u j o d e c a n a l a b i e r t o a g u a s a b a j o d e l a p u e r t a d e c o n t r o l q u e s e m u e s t r a e n l a f i g u ra 1 O- 8 .

2. Diseño de la toma de corriente funciona

10-14. General.- El el diseño estructural de una toma de corriente funciona depende de las características reales de esa característica, la cabeza, donde las obras de salida se incorporan en la presa de las tensiones en la presa debido a las cargas, y la temperatura. Se deben establecer los criterios de diseño de cada componente de las obras de salida para las condiciones que existen o

SALIDAS-Sec . 235

tensiones de tracción en el hormigón en las inmediaciones del conducto. Además, la abertura a

través de la presa formada por el conducto alterará la distribución de la tensión en la presa en la vecindad

del conducto, que tiende a producir esfuerzos de tracción en el hormigón en la periferia del conducto.

Además, el efecto de rupturat r a s h r a c k d e m e t a l

La figura 10-S. UNtoma de río trabaja con canal abierto -288-D-3069

se puede esperar de existir en cualquier momento durante la vida de la estructura.

Estante para basura. estructura trashrack -A, independientemente del tipo, debe estar diseñado para un diferencial de cabeza debido a la posible obstrucción de la rejilla de basura. Este diferencial de cabeza dependerá de la ubicación de la trashrack y su susceptibilidad a la posible obstrucción, pero debe ser un mínimo de 5 pies. cargas de temperatura durante la construcción también deben ser investigadas en el diseño. Si va a estar expuesto a veces la trashrack o expuesto por encima del depósito en zonas sometidas a congelación parcial, cargas laterales de hielo deben ser considerados. En estos casos, la carga de hielo debido a la expansión vertical y la carga vertical aplicada a la estructura que se forma hielo en los miembros también deben ser incluidos en el análisis final.

10-16. enchufe funciona conducto a través de una presa de hormigón o bien pueden estar alineados o sin forro, pero cuando se alinea el conducto se puede suponer que una parte de la tensión está siendo tomada por el forro y no todos se transfiere al hormigón circundante. La diferencia de temperatura entre el agua relativamente fría que pasa a través del conducto y de la masa de hormigón relativamente caliente producirá

de las presiones hidrostáticas causará tensiones de tracción en la periferia del conducto. Los esfuerzos de tracción anteriores y la posible propagaciónde fisuración del hormigón por lo general se extienden sólo una corta distancia de la abertura del conducto, por lo que es práctica común para reforzar sólo el adyacente de hormigón a la abertura. El método más útil para determinar las tensiones en el hormigón que rodea el conducto de salida es el método de elementos finitos de análisis, discutido en el apéndice C y E en el subcapítulo del capítulo IV.

10-17. o Casa de la puerta. -El Diseño de una casa de control depende de la ubicación y el tamaño de la estructura, el equipo de operación y el control necesarios, y las condiciones de operación. Las cargas y condiciones de temperatura utilizados en el diseño deben establecerse para satisfacer cualquier situación que se puede esperar que ocurra durante la construcción o durante la operación de las obras de salida. El enfoque de diseño básico debe ser el mismo que para cualquier edificio comercial.

1 O-l 8. Los dispositivos disipadores de energía. -El Diseño estructural de un dispositivo de disipación de energía se lleva a cabo por métodos habituales de análisis para paredes, losas, y otros miembros estructurales. Debido a que cada tipo de toma de corriente funciona por lo general requiere un tipo diferente de disipador de energía, las cargas de diseño dependen del tipo de cuencausado, y tiene que ser determinada por las características de las obras de salida particulares. Debido a las presiones dinámicas ejercidas sobre la estructura del proceso de aquietamiento hidráulicos, pruebas de laboratorio u otros medios suelen ser necesarios para establecer las cargas reales de diseño.


C. TOMAS DE CORRIENTE

10-19. General.- Potencia puntos de venta son obras de salida que sirven como un paso para el agua desde el depósito hasta las turbinas dentro de una central eléctrica. Las tomas de corriente consisten en: (1) una estructura de toma que normalmente incluye las puertas de emergencia, una compuerta de cierre o la ranuras y guías, una estructura trashrack en la cara de la presa, y una entrada de admisión boca de campana; (2) una transición a la forma circular en el extremo aguas arriba de la tubería de carga; y (3) una tubería de carga. los actúa como un conducto de presión entre el caso de la turbina de desplazamiento y la estructura de toma. Las tomas de corriente deben ser tan eficiente como sea posible hidráulicamente para conservar la carga disponible; Por otra parte, la estructura de toma debe estar diseñado para funcionar satisfactoriamente todas las tareas para las que fue concebido.

1O-20. Diseño. -L a U b ic a c ió n y d i s p o s i c i ó n d e l a s t o m a s d e c o r r i e n t e e s t a r á n in f l u e n c i a d o s p o r e l t a m a ñ o y fo r m a d e l a p r e sa d e h o rm i g ó n , l a u b i c a c ió n d e l a s o b ra s d e t o m a d e r í o y d e l v e r t e d e r o , l a u b i c a c ió n r e l a t i v a d e l a p r e s a y c e n t r a l e l é c t r i c a , y l a p o s i b i l i d a d d e i n c o r p o ra r l a s t o m a s d e c o r r i e n t e c o n u n t ú n e l d e d e s v i a c i ó n o l a s d e se m b o c a d u r a s d e l o s r í o s . P a ra p r e s a s d e h o rm i g ó n b a j o l a c a b e z a , t u b e r í a s d e p r e s ió n s e p u e d e n fo r m a r e n e l h o r m i g ó n d e l a p r e s a ; s i n e m b a r g o , u n r e v e s t i m i e n t o d e a c e ro e s d e se a b le p a r a a se g u r a r l a e s t a n q u e i d a d . La s t u b e r í a s d e p r e s i ó n p u e d e n e s t a r c o m p le t a m e n t e i n c ru s t a d o s e n e l h o rm i g ó n e n m a sa d e l a p r e sa d e h o rm ig ó n c o m o se m u e s t r a e n l a f i g u ra 1 0 -9 ( a ) , i n c o r p o ra d o a t r a v é s d e l a p r e sa m ie n t r a s q u e l a s p o rc i o n e s a g u a s a b a j o e n t r e l a p r e sa y e l m o t o r e s t á n p o r e n c i m a d e l s u e lo , c o m o se m u e s t r a e n l a f i g u r a 1 0 - 9 (b ) , o e n u n tú n e l d e t o p e c o m o s e m u e s t r a e n l a f i g u ra 1 0 - 1 0 .

Cua nd o un m oto r t i e ne d os o m ás turbinas, surge la pregunta de si se debe utilizar un individuo para cada turbina o un solo

con un sistema de cabecera para servir a todas las unidades. Teniendo en cuenta sólo los aspectos económicos de la disposición, la única

con un sistema de cabecera por lo general será menos en el costo inicial; Sin embargo, el coste de este elemento por sí solo no debe dictar el diseño. La flexibilidad de operación se debe dar consideración, ya que con un solo sistema de la inspección o reparación de la requerirá el cierre de la

toda la planta. Además, un solo c o n u n s i s t e m a d e c a b e c e r a r e q u i e r e c o n e x i o n e s d e r a m a l e s c o m p l i c a d o s y u n a v á l v u l a p a r a a i s l a r c a d a t u r b i n a . A d e m á s , l a s p u e r t a s d e l o s m a m p a r o s s e r á n m á s g r a n d e s , l o q u e r e q u i e r e e l e q u i p o d e m a n i p u l a c i ó n p e s a d o . E n p r e s a s d e h o r m i g ó n , e s d e s e a b l e t e n e r t o d a s l a s a b e r t u r a s t a n p e q u e ñ a s c o m o s e a p o s i b l e . L a d e c i s i ó n e n c u a n t o a l a a r r e g l o d e b e h a c e r s e t e n i e n d o e n c u e n t a t o d o s l o s f a c t o r e s d e o p e r a c i ó n , d i s e ñ o y c o s t o g e n e r a l d e t o d a l a i n s t a l a c i ó n .

La ubicación correcta de la ingesta es importante. La ingesta se encuentra normalmente en la cara aguas arriba de la presa, lo que facilita la operación y mantenimiento de las compuertas de captación. Sin embargo, otras estructuras o las condiciones topográficas pueden influir en la disposición, y el ingesta mejor puede estar situado en una estructura independiente situado en el depósito. Independientemente de la disposición, la ingesta debe ser colocado a una altura suficientemente por debajo del nivel del embalse baja y por encima del nivel de sedimentos anticipada para permitir un flujo ininterrumpido de agua en todas las condiciones. Cada abertura de entrada debe estar protegido contra la basura y los desechos flotantes por medio de una estructura de trashrack.

Curvas aumentar la pérdida de carga y puede causar el desarrollo de un vacío parcial durante ciertas condiciones de funcionamiento. Por lo tanto,

p e r f i l e s d e a d m i s i ó n a l a t u r b i n a d e b e n , s i e m p r e q u e s e a p o s i b l e , s e e s t a b l e c e r á n e n u n a p e n d i e n t e c o n t i n u a . C u a n d o s e r e q u i e r e n c u r v a s v e r t i c a l e s u h o r i z o n t a l e s e n u n a t u b e r í a d e c a r g a , s u e f e c t o s e d e b e m a n t e n e r a u n m í n i m o m e d i a n t e e l u s o d e t o d o e l t i e m p o d e u n r a d i o y t a n p e q u e ñ o u n á n g u l o c e n t r a l c o m o s e a p o s i b l e .

1O-2 1. Consumo Structures.-La ingesta

estructura consta de varios componentes, cada uno de los cuales está diseñado para lograr una específicapropósito. A trashrack se incorpora para mantener la basura entren en las tuberías de presión y causar daños a las turbinas: una ingesta boca de campana se utiliza para establecer las líneas de flujo en la entrada que reduzcan al mínimo la cantidad de pérdida de carga; una transición, desde el tamaño de entrada y la forma con el diámetro circular de la tubería de carga, se establece a menos afecta el flujo y para minimizar

la pérdida de carga. Además, las puertas de emergencia se pueden incorporar en la estructura de toma

S A L I D A S - S E C . 237

para cerrar el flujo a través de la tubería de carga.

d e d o m

estante para basura

d e h o r m i g ó n d e l a p r e s a

m o s s e s t á n p r e v i s t o s a g u a s a r r i b a d e l a s p u e r t a s d e e m e r g e n c i a d e O NU - A g u a l a z o n a d e e n t r a d a y l o s a s i e n t o s d e p u e r t a d e e m e r g e n c i a y g u í a s p a r a l a i n s p e c c i ó n y e l m a n t e n i m i e n t o .

La velocidad del flujo en la ingesta de energía es por lo general mucho menor que en las obras de toma de río de alta velocidad. Por esta razón, una estructura de entrada más pequeño y menos costoso por lo general puede ser diseñado para un consumo de potencia que para una toma de corriente funciona río de tamaño físico equivalente.

(un) -Las Estructuras trashrack relativas a la ingesta de energía son similares a los requeridos

UN i n c r u s t a d o e l h o r m i g ó n e n m as a d e d o m e l

extremo de aguas arriba y expuesto

t e r r e n o e n t r e l a p r e s a y e l

p o d e r

Figura Típico instalaciones. -288-D-3071

Mamparo

Figura IO-IO. Incrustado en tunnel.- pilar

para otros toma de corriente funciona. Sin embargo, debidoel posible daño a la turbina y otram a q u i n a r i a h i d r á u l i c a , t r a s h r a c k s d e m e t a l q u e c o n s i s t e n e n b a r r a s m u y p r ó x i m a s e n t r e s í c a s i s i e m p r e s e r e q u i e r e e n l a s t o m a s d e c o r r i e n t e p a r a e v i t a r e l p a s o d e i n c l u s o p e q u e ñ a s b a s u r a y e s c o m b r o s . C o n l a m e n o r v e l o c i d a d d e f l u j o a t r a v é s d e l a s t o m a s d e c o r r i e n t e , a b e r t u r a s d e b o c a d e c a m p a n a a g r a n e s c a l a a l a s t o m a sno son necesarios, y la longitud que se requiere la estructura trashrack para abarcar puede ser menor que para una salida de alta velocidad funciona de tamaño físico equivalente. La estructura sobre la que se colocan los trashracks puede consistir

acero o de hormigón armado, como se muestra en la figura 10-l 1. La determinación del tipo de estructura trashrack depende no sólo de la comparación de los costes entre las diversas estructuras sino también de la influencia sobre el tiempo total de construcción para cada régimen. El tiempo de construcción se puede reducir en algunos casos mediante el uso de un todo-metal o estructura de hormigón prefabricado en lugar de una estructura de colada en el lugar.

trashracks sumergidas deben usarse, si es posible, porque bastidores totalmente sumergidas normalmente requieren menos mantenimiento que los que son alternativamente húmedo y seco. La experiencia ha demostrado que el acero tendrá una duración más larga si totalmente sumergido. Sin embargo, atornillando la estructura trashrack todo de metal al hormigón con tornillos de acero inoxidable, los bastidores pueden ser reemplazados por los buceadores si es necesario.

Cuando la superficie del embalse fluctúa por encima de

y por debajo de la parte superior de la estructura

trashrack, la basura se acumula en la parte superior de la estructura y crear un problema de mantenimiento continuo. Normalmente, en grandes depósitos sumergidos


S E C C I Ó N A - A

S e c c i ó n B - B S E C C I Ó N C - C

d e WIT "DAM

Figura estructura de hormigón típico para trashrack un (Hoja 1 de 2). -288-D-3074

trashracks no tienen que ser rastrillado como resultado impedido por la instalación de una formación de burbujas de aire de la acumulación de basura, excepto durante el sistema alrededor de la estructura. Este sistema de llenado inicial. cargas de hielo deben ser considerados si circula el agua más caliente desde la parte inferior en la estructura de la trashrack está por encima del depósito en el embalse alrededor de la estructura para mantener los tiempos durante los inviernos fríos. cargas de hielo puedan formar parte libre de hielo.

SALIDAS-Sec. 239

,

M E D I A S E C C I Ó N D - D S E C C I Ó N D E M E D I O E - E

acerca de S E C C I O N J - J

sin chaflán

S E C C I O N H - H

Todos los demás

HORMIGÓN ACABADOS superf icie de las cost il las y columnas

b a s e

H A L F S E C C I O N F - F M E D I A S E C C I Ó N G - G

para hacer referencia a

N O T A S La referencia es de a de

estructura El 604500 pendiente de 0 172,1 a herramienta esquinas a menos

referencia

S E C C I Ó N L - L S E C C I O N P - P SECCIÓN K-K

Figura típico de hormigón estructura para una (Hoja 2 de 2). -288-D-3074


Las barras de basura por lo general consisten en barras de acero relativamente delgadas y planas que se colocan en el borde de 2 a 9 pulgadas de distancia y se montan en las secciones de bastidor. El espacio entre las barras se relaciona con el tamaño de la basura en el depósito y el tamaño de basura que con seguridad se puede pasar a través de las turbinas sin sufrir daños. El área requerida de la trashrack se fija mediante un velocidad límite a través de la rejilla, que a su vez depende de la naturaleza de la basura que debe ser excluida. Cuando las trashracks son inaccesibles para la limpieza, la velocidad no debe exceder de aproximadamente 2 pies por segundo; sin embargo, una velocidad de hasta aproximadamente 5 pies por segundo puede ser tolerado para bastidores accesibles para la limpieza.

(B) Bellmouth Entrance.-Se llevó a cabo en la sección 10-l 1 que la entrada a una toma de río debe ser simplificado para proporcionar cambios suaves y graduales en el flujo, reduciendo así al mínimo las pérdidas de carga y evitar perturbaciones del flujo en el conducto . Esto también es cierto para las tomas de corriente; sin embargo, debidolas velocidades en tuberías de presión son considerablemente más bajos, las embocaduras no tienen que ser tan ágil como los diseñados para las desembocaduras de los ríos de alta velocidad. Experiencia en modelos hidráulicos ha demostrado que relativamente simple redondeo de las esquinas elimina la mayor parte de las pérdidas de entrada cuando las velocidades son bajas. Con las velocidades bajas, los gradientes de presión en la zona de boca de campana son menos críticos.

(C) Transición. la entrada acampanada, la transición de las tomas de corriente no t iene por qué ser tan gradual como lo hace eltransición para la toma de corriente funciona rio de alta velocidad. La zona a lo largo de la transición puede permanecer aproximadamente la misma, cambiando sólo de la forma de la puerta a la de la tubería de carga, con el área de la puerta casi igual a la de la tubería de carga.

1 0 - 2 2 . es el conducto de presión que lleva el agua desdeel depósito hasta el motor. los para una baja carga presa de hormigón se puede formar en el hormigón en masa; Sin embargo, una carcasa de acero o el revestimiento se utiliza normalmente para asegurar la estanqueidad y evitar fugas en una galería o cámara o a la cara aguas abajo. En las grandes presas de hormigón bajo una condición, acero de alta cabeza

revestimientos siempre se utilizan para proporcionar la estanqueidad necesaria en el hormigón. Tuberías de presión se pueden incrustar en presas de hormigón, revestido de hormigón, o instalado en los túneles y rellenada con hormigón. Las tuberías de presión deben ser tan cortos como sea posible y deben ser diseñados hidráulicamente para mantener la pérdida de carga a un mínimo. El tamaño de la se determina a partir de estudios económicos y de ingeniería que determinan el diámetro más eficiente para la operación general.

10-23. Gates o -Emergencia Compuertas o válvulas sólo se utilizan para corta por completoel flujo en las tuberías de presión para la reparación, inspección, mantenimiento o cierre de emergencia. Los álabes de las turbinas actúan para estrangular el flujo en la operación normal. Las compuertas o válvulas, a continuación, deben ser diseñados sólo para la operación de apertura completa. Muchos tipos de puertas o válvulas pueden ser utilizados en las tomas de corriente. Común puertas de emergencia se utilizan en una presa de hormigón son puertas ruedas fijas, ya sea en la faz de la presa y controlados desde la parte superior de la presa (ver fig. o en una ranura en la puerta de la presa y controlado desde una cámara por debajo de la calzada.

Un dispositivo de control en línea, tales como una válvula de mariposa, se puede utilizar en cualquier lugar a lo largo de la longitud de la y puede ser controlado desde una casa o cámara de control. Además, en línea controles se deben utilizar en cada individuo si más de una

b i f u r c a l a c a b e c e r a p r i n c i p a l d e t o m a d e c o r r i e n t e , p a r a p e r m i t i r e l c i e r r e d e c a d a s in in te r fer i r con e l f lu jo de los o t ros . Además de l as vá lvulas de mar iposa , o t ros t ipos de d i spos i t i vos de con t ro l en l ínea que pueden se r u t i l i zados para cer ra r e l f lu jo inc luyen vá lvulas de pue r ta , puer t as de an i l lo seguidor , y l as vá lvulas de e s fera . Una de te rminación de l t i po de vá lvul a o compuer ta que se u t i l i za e s tá in f luenciada por muchos fac to res t a le s como e l t amaño de tube r ía s de p res ión , l a ub icac ión más adecuada pa ra l os cont ro le s y l os operadores , l a cabeza de funcionamiento , y l a d i spos ic ión genera l de las t omas de co r r ien te . Ot ro fac to r a conside rar en la de te rminación de l d i sposi t ivo de cont ro l que debe u t i l i zar se e s l a cant idad de pé rd ida de carga a t r avés de cada t i po a l te rna t ivo de compuer ta o vá lvu la .

10-24. Diseño hidráulico de Tomas de corriente. -Los Sistemas hidráulicos de las tomas de corriente implica flujo de presión a través de una cerrada

SALIDAS-SEC. 1 S-24

.. .

241

conducto. Los métodos de análisis hidráulico son similares a los requeridos para otros toma de corriente funciona. Una toma de corriente está diseñado para llevar el agua a una turbina con la menor pérdida de carga consistente con la economía global de la instalación. Un estudio económico tamaño de una voluntad desde un punto de vista monetario, pero el diámetro final debe ser determinado a partir de la ingeniería combinada y consideraciones monetarias.

(un) Determinación del tamaño de Penstock.-A método para determinar el diámetro económica de una s e da en Ingen ie r ía Monografía No. 3 T o d a s l a s v a r i a b l e s u t i l i z a d a s e neste estudio económico se debe obtener de lala mayoría de las fuentes fiables disponibles, con el fin de predecir con la mayor precisión posible las variables medias para la vida del proyecto. El diseñador debe asegurar mismo que todos los costos relacionados de constructio norte

son considerados durante el estudio económico.

Las pérdidas de carga utilizados en el estudio económico para la toma de corriente son similares a las pérdidas en otras toma de corriente funciona. Debido a las velocidades más bajas, estas pérdidas son generalmente pequeños. Pero durante un largo período, incluso una pequeña pérdida de carga puede significar una pérdida considerable de facturación de potencia. Las diversas pérdidas de carga que se producen entre el depósito y la turbina son los siguientes:

(1) las pérdidas trashrack. (2) las pérdidas de ingreso.(3) Las pérdidas por fricción en la tubería. (4) las pérdidas Bend.(5) Las pérdidas de contracción (si es aplicable). (6) Las pérdidas en la compuerta o válvula.Ingeniería Monografía No. 3 da una

explicación completa de estas pérdidas y la forma en que se debe utilizar en la determinación de la dimensión económica de una tubería de carga.

(segundo) Ingesta Structure.-As se indica en las secciones anteriores, la velocidad más baja a través de una toma de corriente requiere menos racionalización de la estructura de toma de lograr pérdidas de carga hidráulicas económicamente aceptables. La puerta se puede hacer menor, las embocaduras pueden ser diseñados con una curvatura más aguda, y la transición no tienen que ser lo más gradual que para una toma de corriente funciona río de alta velocidad. El diseño de la estructura trashrack es similar a la de la toma de río

Figura instalación de puerta de ruedas fija típico en cara de aguas arriba de la presa. -288-D-3075

las obras, que se analizan en la sección 10-4 (a).

242

1 0 - 2 5 . D i s e ñ o e s t r u c t u r a l de P o d e r Outlets.-El diseño estructural de una toma de corriente depende de las características reales de las obras de toma de alimentación: la cabeza; y en su caso, las tensiones dentro de la presa, debido a la temperatura, la gravedad y las cargas externas. Se deben establecer los criterios de diseño de las obras de toma de alimentación para las condiciones que existen o se pueden esperar de existir en cualquier momento durante la operación o la vida de la estructura.

(A) Trashrack.-El diseño de una estructura trashrack para una toma de corriente debe estar basada en un diferencial de cabeza de 5 pies debido a la obstrucción parcial de la basura. Este pequeño diferencial de cabezareduce al mínimo la pérdida de potencia y es suficiente para las bajas velocidades a las que operan las tomas de corriente. cargas se debe aplicar hielo en climas fríos si el trashrack está expuesta o parcialmente expuesta por encima del depósito. cargas de temperatura durante la construcción también deben ser investigadas en los procedimientos de diseño.

(segundo) Tuberías de presión. -Las Tuberías de presión a través de una presa de hormigón suelen ser revestidos con un acero


cáscara; Sin embargo, para poca altura, tuberías de presión pueden ser simplemente una abertura formada a través de la presa. Más revestimientos comienzan aguas abajo de la transición. Por lo tanto, en el diseño de refuerzo alrededor de las tuberías de presión, dos condiciones, revestido y liso, habitualmente se presentan. En la zona por l a que se a l inean las t uber ía s de p res ión , una pa r te razonable de l as t ens iones puede suponerse que es tá tomada por e l for ro y no se t rans f ie re a l hormigón que rodea .

Hydrostatido Burstingramopresiones, la concentración de las

tensiones dentro de la presa, y las diferencias de temperatura entre el agua de la y e l h o r m i g ó n e n m a s a d e t o d o p u e d e c r e a r t e n s i o n e s d e t r a c c i ó n e n e l h o r m i g ó n e n l a p e r i f e r i a d e l a t u b e r í a d e c a r g a . p o r l o t a n t o , d e r e f u e r z o s e c o l o c a a l r e d e d o r d e l a

d e n t r o d e l a s á r e a s d e p o s i b l e t e n s i ó n d e t r a c c i ó n . U n m é t o d o c o m ú n d e a n á l i s i s p a r a d e t e r m i n a r l a s t e n s i o n e s e n e l h o r m i g ó n e s u n e s t u d i o d e e l e m e n t o s f i n i t o s u t i l i z a n d o u n o r d e n a d o r p a r a l o s c á l c u l o s . p r e s i o n e s e s t a l l a r , c a r g a s d e p r e s a s , y l a s v a r i a c i o n e s d e t e m p e r a t u r a d e t o d o s e p u e d e n i n c o r p o r a r e n e s t e a n á l i s i s p a r a d i s e ñ a r e l r e f u e r z o r e q u e r i d o .

re.

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Capítulo 10