DISEÑO CAPTACION DE QUEBRADA

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Hoja de calculo para el diseño de una captación tipo barraje en una quebrada.

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    DISEO DE LA CAPTACIN

    Proyecto: INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA DEL SISTEMA DE RIEGO

    Fecha:

    Fuente de agua: QUEBRADA

    Caractersticas de la Quebrada

    Qmx = 70.09 Lt/seg. (poca de Mximas Avenidas)Qmn = 24.45 Lt/seg. (poca de Estiaje)Ancho del Ro = 1.45 m.Profundidad = 0.18 m.Pendiente (S) = 2.75 %Rugosidad (n) = 0.25 (suelo tipo CH)

    Caractersticas de Tuberas de Conduccin

    Qpd = 15.00 Lt/seg.

    Altura de Barraje

    Ancho estable del ro = 1.45 m.Altura de Nivel de Agua = 0.18 m.

    1.- DISEO DE LA VENTANA DE CAPTACIN

    0.20

    b P

    a Po

    Qdis = 18.00 Lt/seg.

    Qdis = 0.0180

    Po = 1.50 Dmx + hs Dmx = Tamao mx. roca suelta en el lecho de la quebrada = 0.20 m.

    hs = Altura seguridad = 0.20 m.

    Po = 0.50 m.

    DIMENSIONAMIENTO DE LA VENTANA CUANDO TRABAJA COMO VERTEDERO

    b

    a

    (Se aumenta 20% al Qpd considerando la prdida de carga en la rejilla).

    m3/seg.

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    DISEO DE LA CAPTACIN

    Proyecto: INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA DEL SISTEMA DE RIEGO

    Fecha:

    Fuente de agua: QUEBRADA

    Donde:Cd = Coeficiente de Descarga = 0.60a = Ancho de la Ventana b = Altura de la Ventana

    0.0180 = 0.40 a * 4.43

    Por Tanteo:

    Ancho (a) Altura (b)en (m) en (m)0.70 0.0590.60 0.0660.50 0.0740.30 0.1050.20 0.1370.135 0.178

    DIMENSIONAMIENTO DE LA VENTANA CUANDO TRABAJA COMO ORIFICIO SUMERGIDO

    Para garantizar una buena captacin, se recomienda que la altura de la cresta del barraje sea mayor o igual a 0.20 m. por encima de la ventana y que a = 2b

    Donde:h = 0.20 + b/2b = 0.20 + (a/2)/2 = 0.20 + a/4

    C = Coeficiente de gasto para orificio C = 0.60

    0.0060 =

    0.01355 =

    a = 0.140 m.b = 0.07 m. Q = 0.1875h = 0.24 m. Regularizado

    ANCHO DEL BARRAJE (L)

    L = b - ancho de compuerta - espesor de muroL = 3.00 m.

    ALTURA DE BARRAJE (P)

    P = Po + b + 0.20P = 0.9 m.

    CARGA SOBRE LA CRESTA DEL BARRAJE (H)

    Como consideramos que el barraje funciona como vertedero, empleamos la siguiente formula:

    Q = 2/3 * Cd * a * (2g)1/2 * b3/2

    b3/2

    Q = C*A*(2*g*h)1/2

    A = rea de la ventana (ab = a2/2)

    0.60 (a2/2)*(2*9.81*(0.20+a/4))1/2

    a2*(0.20+a/4)1/2

    m3/seg.

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    Proyecto: INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA DEL SISTEMA DE RIEGO

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    Fuente de agua: QUEBRADA

    C = 2.20 (para vertedero rectangular)Donde:

    H = 0.10

    CALCULO DE LA VELOCIDAD AGUAS ARRIBA Y AGUAS DEBAJO DE LA ESTRUCTURA

    V = Q/AV = 0.4 m/seg

    CALCULO DE LA VELOCIDAD DE LLEGADA

    V = Q/AV = 0.51 m/seg

    CALCULO DE LA CARGA DE VELOCIDAD EN LA CRESTA DEL BARRAJE

    hv = 0.001 m.

    VERIFICACION DEL COEFICIENTE DE GASTO

    El efecto de la velocidad de aproximacin en un vertedero es insignificante cuando la altura delvertedero (P) es 33% que la carga sobre la cresta del barraje (H):

    P / H > 1.33

    9.00 > 1.33 ....OK

    GEOMETRIA DEL PERFIL DEL BARRAJE

    a) Clculo de la geometra del perfil aguas arriba

    H = 0.10R1 = 0.282 H = 0.03 m.R2 = 0.175 H = 0.02 m.R3 = 0.500 H = 0.05 m.R4 = 0.200 H = 0.02 m.

    b) Clculo de la geometra del perfil aguas abajo

    0.28 Y

    3.54

    Como se recomienda: 32

    dy/dx = tg 32 = 0.625

    dy/dx = 6.548

    6.548 0.625

    Q = CLH3/2

    H = (Q/CL)2/3

    hv = V2 / 2g

    X1.85 = 2H0.85 Y (Por ser la pared vertical aguas abajo)

    X1.85 =

    X1.85 = Y()

    =

    X0.85

    X0.85 =

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    Fuente de agua: QUEBRADA

    X = 0.063 m.

    Y = 0.021 m.

    PT (0.16 , 0.06), Punto de Tangencia

    X (m) Y (m)0.00 0.0000.05 0.0140.10 0.0500.15 0.1060.16 0.119

    D

    Se sugiere que D = P + 0.20

    D = 1.1 m.

    Debe cumplir: H/D < 0.45 0.09 ..OK

    h = 0.98 m.

    T = 3.27 m.

    R = 5.93 m.

    St = 1.70 m.

    Reemplazando el valor de X en ()

    Tabulacin de valores en la ecuacin ()

    Tangente = T = h / (sen(/2))

    R = (T/2) / sen (/2)

    St = R tg (/2)

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