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HOJA DE CALCULO PARA EL DISEÑO DE CAPTACIONES CAUCASIANA O TIROLESA Y LECHO FILTRANTE, Y DEL VERTEDERO DE EXCESOS CREAGER
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HIDRÁULICA IIINombre: Mercedes Alexandra Villa Achupa
Ciclo: Noveno "A"
Fecha: Loja, 27 de noviembre del 2008.
TALLER Nº 1Con los siguientes datos, diseñe un Perfil Creager
DATOS:
Q= 0.301204155 m3/sC= 0.15 asumido inicialb= 0.824512268 m P= 0.75 m
1) Tanteo
= 1.8101520305
= 0.0010377606
He = Ho - Ha = 1.80911427
Verifico el valor asumido para C
HoQ
C *b
2
3
Ha
Q
P Ho *b
2
2 * 9,81
HoP
Ho
Se cción de c ontro l
Ali viade ro
Po zo amortig uado r Ca nal d e des carg a
Die nte
= 0.414329839
= 2.0853
= 0.9999
= 2.0851
2) Tanteo
C= 2.0851 calculado
= 1.743450356
= 0.1050494332
He= Ho- Ha = 1.638400923
= 0.917720424
= 2.1402
= 0.9914
= 2.1218
3) Tanteo
C= 2.1218 calculado
Ho= 1.723308007
HoP
Ho
0,788Ho
He*0,212C
3
2
2
2C*CoC
HoQ
C *b
2
3
Ha
Q
P Ho *b
2
2 * 9,81
HoP
Ho
2,031He
P*0,145
He
P*0,034Co
2
2,031He
P*0,145
He
P*0,034Co
2
0,788Ho
He*0,212C
3
2
2
2C*CoC
R
o
y
x
PI (Xi , Yi)
C ( Xh , Yk )
m
zi
P
Y=-
Z
k.H X1-n n
LdLn
R
Xi gr
Ha= 0.106326687He= 1.61698132P/Ho= 0.928446913
Co= 2.1412C2= 0.9912C= 2.1223
4) Tanteo
C= 2.1223 calculado
Ho= 1.723007215Ha= 0.106345937He= 1.616661278P/Ho= 0.928608996
Co= 2.1412C2= 0.9912C= 2.1223
Cálculo de: Ho
= 1.723 m
PERFIL CREAGER
Ha/Ho= 0.062
Valores tomados de fig. 9-21(1 de 2), ingresando con la relación Ha/Ho
k= 0.511n= 1.844
Las relaciones para Xc, Yc, R1 y R2 se toman de la figura 9-21 (2 de 2) ingresando con la relación (Ha/Ho)
Ha/Ho= 0.062Xc = 0.4359
Xc/Ho 0.253 Xc/2= 0.2180
HoQ
C *b
2
3
R
o
y
x
PI (Xi , Yi)
C ( Xh , Yk )
m
zi
P
Y=-
Z
k.H X1-n n
LdLn
R
Xi gr
n
Ho
xK
Ho
y
*
n 1nOH
K
YX
Yc/Ho 0.102 Yc = 0.1757R1/Ho 0.497 R1 = 0.8563R2/Ho 0.207 R2 = 0.3567
Y(m) X(m)-0.035 -0.436
0 0-0.01 0.15-0.1 0.53
-0.15 0.66-0.1 0.53
-0.15 0.66-0.2 0.77
-0.25 0.87-0.5 1.27-0.6 1.40-0.7 1.52
-0.75 1.58
Perfil Creager Dibujado
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
-0.80
-0.70
-0.60
-0.50
-0.40
-0.30
-0.20
-0.10
0.00
PERFIL CREAGER
HIDRÁULICA III
TALLER Nº 1Con los siguientes datos, diseñe un Perfil Creager
Se cción de c ontro l
Ali viade ro
Po zo amortig uado r Ca nal d e des carg a
Die nte
R
o
y
x
PI (Xi , Yi)
C ( Xh , Yk )
m
zi
P
Y=-
Z
k.H X1-n n
LdLn
R
Xi gr
PERFIL CREAGER
Las relaciones para Xc, Yc, R1 y R2 se toman de la figura 9-21 (2 de 2) ingresando con la relación (Ha/Ho)
R
o
y
x
PI (Xi , Yi)
C ( Xh , Yk )
m
zi
P
Y=-
Z
k.H X1-n n
LdLn
R
Xi gr
Perfil Creager Dibujado
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
-0.80
-0.70
-0.60
-0.50
-0.40
-0.30
-0.20
-0.10
0.00
PERFIL CREAGER
TALLER Nº 2Nombre: Mercedes Alexandra Villa AchupallasC.I. : 1104369242Ciclo: Noveno "A"Fecha: Loja, 06 de diciembre del 2008
Diseño de una obra de toma con rejilla de Fondo - Tirolesa - Caucasiana
Qd = 30 l/s = 0.03
Qrío mín = 50 l/s = 0.05
Qrío med = 200 l/s = 0.2
Qrío máx = 1000 l/s = 1L = 1.3 m
Espesor Muro = 0.3 mAncho Río = 1.5 m
n = 2a = 0.1 mb = 0.025 mj = 4 %
Vb = 0.1 m/s Vr máxima = 0.2m/s
DISEÑO DE LA PRESA
0.053980892 m
0.075882079 m
0.191210857 m
0.559103936 m
L' = 1.289203822 m
Vr = 0.43108173 0.3 < Vr < 3.0
2) Diseño del Canal de Aducción
Xs = 0.318601809 m
DATOS
m3/s
m3/s
m3/s
m3/s
1) Cálculo de Carga de Agua sobre la Presa "H" (Para cada uno de los caudales)
H1=
H2=
H3=
H4=
m/s
32
2
(1.84L)
QH
10.1nHLL'
1L'*H
QdVr
74
32
16.036.0 HVrX s
43
74
174.018.0 HVrX i
3**84.1 HLQ
Xi = 0.194161031 m
B = 0.418601809 m TRUE B > 0.4 m
® B= 0.42 m
3) Diseño de la Rejilla
An = 0.333333333
N = 4
At = 0.219034343
Lr = 0.995377129 m TRUE Lr > 0.7 m
® Lr= 1 m
4) Perfil del Canal de Aducción
0.059973152 m
0.060291691 m
0.060291691 m
Ho= 0.478575 mLcanal= 1.295377He= 1.773952 m
5) Diseño de la Cámara de Recolección
Ve = 1.188673791 m/s
Xs = 0.524512268 m
Xi = 0.288722966 m
m2
m2
ho =
hc=
he = hc
he=
43
74
174.018.0 HVrX i
1.0 sXB
esSep.barrot
bN
VbQd
An*9.0
NbaBAt )(
BabaAn
Lr*
)(*
Lr*j*32
3Lr*j
hh*2h2
121o
32
2
c B)*(gQ
h
74
32
6.036.0 es hVeX
43
74
74.018.0 ci hVeX
eBh
QdVe
L = 0.824512268 m
6) Desagüe del canal de excesos
Cd= 0.3
Qcaptado= 0.331204155
Qexs= 0.301204155
7) Cálculo de Cotas
Fondo de Río de Captación = 2390 m.s.n.m
Lámina sobre la presaDiseño = 2390.053981 m.s.n.m
Máxima = 2390.559104 m.s.n.mPromedio = 2390.191211 m.s.n.m
Corona de los muros de contención = 2391 m.s.n.m
Canal de AducciónFondo Aguas Arriba = 2389.521425 m.s.n.mFondo Aguas Abajo = 2388.226048 m.s.n.m
Lámina Aguas Arriba = 2389.581398 m.s.n.mLámina Aguas Abajo = 2388.28634 m.s.n.m
Canal de RecolecciónLámina de Agua = 2388.076048 m.s.n.m
Cresta del vertedero de excesos = 2388.046048 m.s.n.mFondo = 2387.646048 m.s.n.m
m3/s
m3/s
43
74
74.018.0 ci hVeX
30.0XsL
1**2* HgAnCdQcaptado
QdQcaptadoQexs
TALLER Nº 2
Diseño de una obra de toma con rejilla de Fondo - Tirolesa - Caucasiana
DISEÑO DE LA PRESA
0.3 < Vr < 3.0
2) Diseño del Canal de Aducción
(Para cada uno de los caudales)
74
32
16.036.0 HVrX s
43
74
174.018.0 HVrX i
3) Diseño de la Rejilla
4) Perfil del Canal de Aducción
5) Diseño de la Cámara de Recolección
43
74
174.018.0 HVrX i
Lr*j*32
3Lr*j
hh*2h2
121o
74
32
6.036.0 es hVeX
43
74
74.018.0 ci hVeX
6) Desagüe del canal de excesos
7) Cálculo de Cotas
43
74
74.018.0 ci hVeX
3m
Lr= 0.995377131.8m
0.6m
0.3 0.2 0.4 0.7 3m
0.1
25
1.3m
0.3m
Æmm=
Nombre: Mercedes Alexandra Villa Achupallas
C.I. : 1104369242
Ciclo: Noveno "A"
Fecha: Loja, 06 de diciembre del 2008
DISEÑO DE CAPTACIONES POR LECHO FILTRANTE
Qd= 8 l/s = 0.0083.3 m/h = 0.000917
a= 1.8 mFlujo= vertical descendente
1/2"3/8"1/4"
1" - 1 1/2"Material: PVC
4"Long= 3.6 mMaterial: PVC
65 mm
Qmáx-crec= 0.59
1) Dimensiones del Sistema de Filtración
A= 8.7
b= 4.848 m
Altura desde el lecho de la vertiente hasta la cresta del azud =
Espesor de la capa de grava =
Lámina de agua= 0.3 m
Condiciones que debe cumplir la Tubería de DrenajeÁrea total de orificios (Área de Filtración) : 0.0015 - 0.005
DATOS
m3/sν= m/s
Material Filtrante:
Æ1=Æ2=Æ3=Æ4=
Conducto principal: Æ=
Conducto Lateral: Æ=
m3/s
m2
Hidráulica III
TAREA Nº 1
v
QA
a
Ab
Área de orificios Laterales (Área del tubo lateral) : 0.25 - 0.50Área del tubo colector (Área de tubos laterales) : 1.50 - 3.00
2) Múltiple Recolector* Conducto Principal: PVC Sanitaria de
Æ 0.1016 m
ω = 0.0081073197V = 0.9867626207 m/s
* Conductos Laterales: PVC Drenaje de Nº de tubos laterales:
Longitud:Nº de orificios por anillo:
Separación entre anillos (s):Coeficiente de rugosidad tuberia PVC Drenaje (n):
Æ 0.065 m
ω = 0.0033183072
0.0008
0.2410867777 m/sNº de anillos= 212.50 = 213
Nº de orificios= 639
Área por orificio= 7.068583E-06
Área total de orificios por Lateral= 0.0045168248
3) Lecho Filtrante
Diámetro del Material (pulg) Espesor de la capa (mm)1/2" 0.23/8" 0.31/4" 0.3
1" - 1 1/2" 0.1TOTAL = 0.9
4) Pérdidas de carga en la captación de lecho filtrante
Donde:
m2
Æ del orificio:
m2
QL = m3/s
VL =
m2
m2
Material Filtrante:
Æ1=Æ2=Æ3=Æ4=
4
. 2A
s
LanillosN º
anillopororifiosNanillosNorificiosN º*ºº
4
*2 orificio
orificio
oTo orificiosN *º
esmaf hhhhhH
* Pérdidas en el Lecho Filtrante:
Lo (cm)
¡ 20 0.0075
30 0.0202
30 0.0445
10 0.0009
0.0731 ¡
hf= 0.0075392151 cm
* Pérdidas en el Múltiple Recolector:
* Conducto Principal: PVC Sanitaria d 4 "
n (manning) = 0.009
Æ 0.1016 m
ω = 0.008107320.319185814 m
R = 0.0254 mS= 0.01056328 m/mhp= 0.012675936 m
* Conductos Laterales: PVC Drenaje de Nº de tubos laterales:
Longitud:Nº de orificios por anillo:
Separación entre anillos (s):Coeficiente de rugosidad tuberia PVC Drenaje (n):
Æ 0.065 m
ω = 0.0033183070.204203522 m
R = 0.01625 mS= 0.005648532 m/m
0.003200835 m
H: Pérdida de carga total (m)
hf: Pérdidas en el lecho filtrante (m)
ha: Pérdidas por accesorios (m)
hm: Pérdidas en el múltiple recolector (m)
hs: Pérdidas por salida (m)
he: Perdidas por entrada (m)
Diámetro () hf (cm)
½” = 1.27cm
3/8” = 0.95 cm hf: Pérdida de carga por lecho filtrante (cm)
¼” = 0.64cm V: Velocidad de filtración (cm/s) 1” – 1½” = 2.54
cm Lo: Espesor de la capa filtrante (cm)
TOTAL hf : Diámetro de las partículas del material filtrante (cm)
m2
l=
Æ del orificio:
m2
l=
h1=
2
3/2
*
R
nQS L
3
*1
SLh
hm= 0.015876771 m
* Pérdidas por accesorios:
PÉRDIDAS LOCALES Y EL NÚMERO DE DIÁMETROPIEZA Nº DE DIÁMETROS
Aplicación gradual 12Codo de 90º 45Curva de 90º 30Codo de 45º 20Curva de 45º 15
Entrada normal 17Entrada de borda 35
Unión 30Reducción gradual 6
Válvula de compuerta abierta 8Válvula de globo abierta 350
Válvula de ángulo abierta 170Salida de tubería 35Te, paso directo 20
Te, salida bilateral 65Válvula de pie con colador 250
Válvula de retención 100
* Te, en salida bilateral 4 "
0.1016 mLE= 6.604 m
* Válvula de Compuerta 4 "
0.1016 mLE= 0.8128 m
¡ Longitud total equivalente= 7.4168 m
ha= 0.078345732 m
* Pérdidas por Salida:Coef. De pérdida por salida= 1
hs= 0.049627955 m
* Pérdidas por Entrada:Coef. De pérdida por entrada= 0.5
Æ =
Æ =
1hhh Pm
g
KVhS 2
2
gKV
h Le 2
2
he= 0.001481214 m
* Pérdidas de carga en el sistema de captación por Lecho Filtrante:
H = 0.145331671 m
® H = 0.15 m
5) Carga sobre el tubo de Aducción de la Planta de Tratamiento
QMD = 4 L/s = 0.0042 1/2 " = 2.5
0.0635 m
ω = 0.003166922V= 1.263056154 m/sh= 0.218517713 m
® h= 0.22 m
Æ =
Æ =
m2
gKV
h Le 2
2
esmaf hhhhhH
1104369242
Noveno "A"
Loja, 06 de diciembre del 2008
DISEÑO DE CAPTACIONES POR LECHO FILTRANTE
1) Dimensiones del Sistema de Filtración
1.2 m0.9 m
Condiciones que debe cumplir la Tubería de Drenaje0.0015 - 0.005
Hidráulica III
0.25 - 0.501.50 - 3.00
2) Múltiple Recolector4 "
65 mm101.7 m33 mm
0.008 m0.02
3) Lecho Filtrante
Espesor de la capa (mm)0.20.30.30.10.9
4) Pérdidas de carga en la captación de lecho filtrante
4
. 2
4
. 2A
LL
Qv
s
LanillosN º
anillopororifiosNanillosNorificiosN º*ºº
4
*2 orificio
orificio
oTo orificiosN *º
= 0.1 cm/s
= 20 cm
= 1.27 cm
65 mm101.7 m33 mm
0.008 m0.02
hf: Pérdida de carga por lecho filtrante (cm)
V: Velocidad de filtración (cm/s)
Lo: Espesor de la capa filtrante (cm)
: Diámetro de las partículas del material filtrante (cm)
hp: perdida de carga en el conducto principal (m)
h1: perdida de carga en el conducto lateral (m)
L: Longitud del conducto (m)S: Pendiente (m/m)
2
**00608.0
LoV
h f
1hhh Pm
3
* SLhp
2
3/2
*
RnQd
S
2
3/2
*
R
nQS L
1hhh Pm
* Pérdidas de carga en el sistema de captación por Lecho Filtrante:
5) Carga sobre el tubo de Aducción de la Planta de Tratamiento
"m3/s