Diseño Hidraulico de Una Rapida

CARACTERISTICAS AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO:

Q = 2 M3/S

b = 1 m

Z = 1.5

S = 0.001

n = 0.02

Yn = 0.88 m (SE USA EN LA CURVA II)

v = 0.98 m/s

CARACTERISTICAS DE LA RAPIDA:

Q= 2 m3/s

S1 = 0.25

S2 = 0.20

L1 = 50 m

L2 = 35 m

LT = 85 m

n = 0.015

b = 1 m

Z = 1.5 (seccion de rapida: trapezoidal)

Yc = 0,56 m

Vc = 1,94 m/s

Ec = 0,75 m/m

CALCULO DE LOS TIRANTES DE ESCURRIMIENTO EN LA RAPIDA:

PARA S1:

5.1539 m

PARA S2:

5.099 m

𝐿 = 1.252 + 52

𝐿 = 12 + 52

Se pretende calcular los tirantes para los diferentes tramos (distancias) con respecto

a la seccion de control.

y A P R R>2/3 V V>2/2g E hf1=L1*(n*v/R>2/3)>2E+hf10.10 0.115 1.36 0.084558824 0.19297 17.391 15.416 15.52 9.4191 24.93

0.11 0.128 1.396 0.091797994 0.20382 15.607 12.414 12.52 6.7990 19.32

0.12 0.142 1.432 0.098882682 0.21417 14.124 10.168 10.29 5.0437 15.33 ∆h1= 0.25*5 =

0.13 0.155 1.468 0.105824251 0.22406 12.874 8.448 8.58 3.8283 12.41 1.250.14 0.169 1.504 0.112632979 0.23357 11.806 7.105 7.24 2.9630 10.21

0.15 0.184 1.54 0.119318182 0.24271 10.884 6.038 6.19 2.3321 8.52

0.16 0.198 1.576 0.125888325 0.25153 10.081 5.179 5.34 1.8626 7.20

0.17 0.213 1.612 0.132351117 0.26006 9.374 4.479 4.65 1.5068 6.16

0.18 0.229 1.648 0.138713592 0.26832 8.749 3.901 4.08 1.2329 5.31

0.19 0.244 1.684 0.144982185 0.27633 8.192 3.420 3.61 1.0190 4.63

0.20 0.260 1.72 0.151162791 0.28413 7.692 3.016 3.22 0.8500 4.07

0.21 0.276 1.756 0.15726082 0.29171 7.242 2.673 2.88 0.7148 3.60

0.22 0.293 1.792 0.16328125 0.29910 6.835 2.381 2.60 0.6056 3.21

0.23 0.309 1.828 0.169228665 0.30631 6.465 2.130 2.36 0.5166 2.88

0.24 0.326 1.864 0.175107296 0.31336 6.127 1.914 2.15 0.4434 2.60

0.25 0.344 1.9 0.180921053 0.32025 5.818 1.725 1.98 0.3828 2.36

0.26 0.361 1.936 0.186673554 0.32700 5.534 1.561 1.82 0.3321 2.15

0.27 0.379 1.972 0.192368154 0.33361 5.272 1.417 1.69 0.2896 1.98

0.28 0.398 2.008 0.198007968 0.34009 5.030 1.290 1.57 0.2537 1.82

0.29 0.416 2.044 0.20359589 0.34645 4.806 1.177 1.47 0.2232 1.69

0.30 0.435 2.08 0.209134615 0.35270 4.598 1.077 1.38 0.1971 1.57

0.35 0.534 2.26 0.236172566 0.38245 3.747 0.716 1.07 0.1113 1.18

0.40 0.640 2.44 0.262295082 0.41012 3.125 0.498 0.90 0.0673 0.97

0.50 0.875 2.8 0.3125 0.46086 2.286 0.266 0.77 0.0285 0.79

0.60 1.140 3.16 0.360759494 0.507116 1.754 0.157 0.76 0.0139 0.77

0.70 1.435 3.52 0.407670455 0.550131 1.394 0.099 0.80 0.0074 0.81

𝐿 = 1 + 5

0.1 15.516 24.935

0.11 12.524 19.323

0.12 10.288 15.332

0.13 8.578 12.406

0.14 7.245 10.208

0.15 6.188 8.520

0.16 5.339 7.202

0.17 4.649 6.156

0.18 4.081 5.314

0.19 3.610 4.629

0.2 3.216 4.066

0.21 2.883 3.598

0.22 2.601 3.207

0.23 2.360 2.877

0.24 2.154 2.597

0.25 1.975 2.358

0.26 1.821 2.153

0.27 1.687 1.976

0.28 1.570 1.823

0.29 1.467 1.690

0.3 1.377 1.574

0.35 1.066 1.177

0.4 0.898 0.965

0.5 0.766 0.795

0.6 0.757 0.771

0.7 0.799 0.806

6.19

5.34

4.65

4.08

3.613.22

2.882.60

2.362.15

1.981.821.691.571.471.381.07

0.90 0.77 0.76 0.80

6.16

5.31

4.63

4.07

3.603.21

2.882.60

2.362.15

1.981.821.691.571.18

0.970.79 0.77 0.81

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Título del gráfico

Series1 Series2

y1 0.269 y3 0.207 y5 0.190 y7 0.184

y2 0.227 y4 0.197 y6 0.186 y8 0.182

y9 0.181

y10 0.180

y A P R R>2/3 V V>2/2g E hf2=L2*(n*v/R>2/3)>2E+hf2

0.1 0.115 1.36 0.084558824 0.19297 17.391 15.416 15.52 9.3187 24.83 ∆h1= 0.20*5 =0.11 0.1282 1.3960 0.0918 0.2038 15.6067 12.4143 12.5243 6.7266 19.2510

0.12 0.1416 1.4320 0.0989 0.2142 14.1243 10.1680 10.2880 4.9900 15.2780

0.13 0.1554 1.4680 0.1058 0.2241 12.8742 8.4477 8.5777 3.7875 12.3652

0.14 0.1694 1.5040 0.1126 0.2336 11.8064 7.1045 7.2445 2.9314 10.1760

0.15 0.1838 1.5400 0.1193 0.2427 10.8844 6.0382 6.1882 2.3073 8.4955

0.16 0.1984 1.5760 0.1259 0.2515 10.0806 5.1794 5.3394 1.8427 7.1821

0.17 0.2134 1.6120 0.1324 0.2601 9.3743 4.4789 4.6489 1.4907 6.1397

0.18 0.2286 1.6480 0.1387 0.2683 8.7489 3.9013 4.0813 1.2198 5.3010

0.19 0.2442 1.6840 0.1450 0.2763 8.1917 3.4202 3.6102 1.0082 4.6184

0.2 0.2600 1.7200 0.1512 0.2841 7.6923 3.0159 3.2159 0.8409 4.0568

0.21 0.2762 1.7560 0.1573 0.2917 7.2424 2.6734 2.8834 0.7072 3.5906

0.22 0.2926 1.7920 0.1633 0.2991 6.8353 2.3813 2.6013 0.5992 3.2005

0.23 0.3094 1.8280 0.1692 0.3063 6.4652 2.1304 2.3604 0.5111 2.8715

0.24 0.3264 1.8640 0.1751 0.3134 6.1275 1.9136 2.1536 0.4387 2.5923

0.25 0.3438 1.9000 0.1809 0.3202 5.8182 1.7253 1.9753 0.3787 2.3540

0.26 0.3614 1.9360 0.1867 0.3270 5.5340 1.5609 1.8209 0.3286 2.1495

0.27 0.3794 1.9720 0.1924 0.3336 5.2722 1.4167 1.6867 0.2865 1.9732

0.28 0.3976 2.0080 0.1980 0.3401 5.0302 1.2896 1.5696 0.2510 1.8206

0.29 0.4162 2.0440 0.2036 0.3464 4.8060 1.1772 1.4672 0.2208 1.6880

0.3 0.4350 2.0800 0.2091 0.3527 4.5977 1.0774 1.3774 0.1950 1.5724

0.35 0.5338 2.2600 0.2362 0.3824 3.7471 0.7156 1.0656 0.1101 1.1758

0.4 0.6400 2.4400 0.2623 0.4101 3.1250 0.4977 0.8977 0.0666 0.9643

0.5 0.8750 2.8000 0.3125 0.4609 2.2857 0.2663 0.7663 0.0282 0.7945

0.6 1.1400 3.1600 0.3608 0.5071 1.7544 0.1569 0.7569 0.0137 0.7706

0.7 1.4350 3.5200 0.4077 0.5501 1.3937 0.0990 0.7990 0.0074 0.8064

0.1 15.5158 24.83449

0.11 12.5243 19.25096

0.12 10.288 15.27798

0.13 8.5777 12.36524

0.14 7.24451 10.17596

0.15 6.18818 8.49546

0.16 5.33938 7.182116

0.17 4.64894 6.139682

0.18 4.08129 5.301048

0.19 3.61017 4.61836

0.2 3.21588 4.056812

0.21 2.88344 3.590637

0.22 2.60129 3.200457

0.23 2.3604 2.871491

0.24 2.15364 2.59232

0.25 1.97534 2.354018

0.26 1.82093 2.149536

0.27 1.68671 1.973247

0.28 1.56964 1.820628

0.29 1.46723 1.688003

0.3 1.37741 1.572372

0.35 1.06562 1.175756

0.4 0.89774 0.964348

0.5 0.76628 0.794505

0.6 0.75687 0.770605

0.7 0.79901 0.806369

6.19

5.34

4.65

4.08

3.613.22

2.882.60

6.14

5.30

4.62

4.06

3.593.20

0

1

2

3

4

5

6

7

0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22

Título del gráficoSeries1 Series2

y10 0.18 y1 0.269

y11 0.183 y2 0.227

y12 0.1852 y3 0.207

y13 0.1868 y4 0.197

y14 0.1879 y5 0.190

y15 0.1885 y6 0.186

y16 0.189 y7 0.184

y17 0.1893 y8 0.182

y9 0.181

y10 0.180

y10 0.180

y11 0.183

y12 0.185

y13 0.187

y14 0.188

y15 0.189

y16 0.189

y17 0.189

CALCULO DEL COLCHON DISIPADOR

Calculo de la Curva I

y17= 0.189 (n=0.015, S=0,020, b=1)

A = 0.243 m>2

v = 8.23 m/s

Cota de fondo: 1505.50 msnm

Elevacion de la linea de enrgia: 1505.50 + 3.64 = 1509.14

ASUMIMOS VALORES MENOS DE Y17= 0.1893

y A V V>2/2G E Elevacion -E

0.13 0.155 12.8742 8.448 8.578 1500.562

0.14 0.169 11.8064 7.105 7.245 1501.895

0.15 0.184 10.8844 6.038 6.188 1502.952

0.16 0.198 10.0806 5.179 5.339 1503.801

0.17 0.213 9.3743 4.479 4.649 1504.491

0.18 0.229 8.7489 3.901 4.081 1505.059

0.19 0.244 8.1917 3.420 3.610 1505.530

Calculo de la Curva II

Yn= 0.88 V= 0.98 m/s

En la seccion A-B se tiene que la elevacion de energia es:

Cota de fondo + y + v>2/2g = 1503+ 0.88 + 0.0489 = 1503.9289m

Elevacion de la linea de energia: 1503.9289m

y1 y2 A2 V2 V2>2/19.62 Y2+V2>2/19.62 Elevacion-E2

0.1 1.64 5.674 0.3525 0.00633 1.6463 1502.283

0.2 1.16 3.178 0.6292 0.02018 1.1802 1502.749

0.3 0.9 2.115 0.9456 0.04558 0.9456 1502.983

0.4 0.75 1.594 1.2549 0.08026 0.8303 1503.099

0.5 0.66 1.313 1.5228 0.11819 0.7782 1503.151

0.6 0.52 0.926 2.1608 0.23797 0.7580 1503.171

0.7 0.43 0.707 2.8275 0.40747 0.8375 1503.091

1502.28 0.1 1500.562 0.13

1502.75 0.2 1501.895 0.14

1502.98 0.3 1502.952 0.15

1503.10 0.4 1503.801 0.16

1503.15 0.5 1504.491 0.17

1503.17 0.6 1505.059 0.18

1503.09 0.7 1505.53 0.19

COTA = 1502.525

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

1500.00 1501.00 1502.00 1503.00 1504.00


0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

1500.00 1501.00 1502.00 1503.00 1504.00 1505.00 1506.00


Y = 0.145

CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DEL COLCHON AMORTIGUADOR

h= 1503m - 1502.525m = 0.475m

CALCULO DE LA LONGITUD DEL COLCHON

Y1 =0,145m

Y2= 1.373m(se halla con formula del resalto hidraulico)

L = K (Y2 - Y1) = 6 (1.373-0.145)= 7.368m= 7.5m

CALCULO DE LA TRAYECTORIA

tgΘ=SVmax= 1.5*V

S=0.20

V=8.22876m/s(se saca con las condiciones normales)

g= 9.81 m/s2

Y17= 0.1893m

𝑦 = − 𝑥 ∗ 𝑡𝑔𝜃 +𝑔 ∗ 𝑥2

2 ∗ 𝑣2𝑚𝑎𝑥(1 + 𝑡𝑔𝜃2)

𝑦 = − 𝑥 ∗ 𝑆 +𝑔 ∗ 𝑥2

4.5 ∗ 𝑣2(1 + 𝑆2)

𝑦 = −(0.20𝑥 + 0.03347𝑥2

Coordenadas de la trayectoria en la rapida

x x>2 0,20x 0,033347x>2 y ELEVACION

0 0 0.00 0.00000 0.0000 1505.500 0.00 0.000

0.5 0.25 0.10 0.00837 -0.1084 1505.392 0.50 -0.108

1 1.00 0.20 0.03347 -0.2335 1505.267 1.00 -0.233

1.5 2.25 0.30 0.07531 -0.3753 1505.125 1.50 -0.375

3 9.00 0.60 0.30123 -0.9012 1504.599 3.00 -0.901

4.5 20.25 0.90 0.67777 -1.5778 1503.922 4.50 -1.578

6 36.00 1.20 1.20492 -2.4049 1503.095 6.00 -2.405

7.5 56.25 1.50 1.88269 -3.3827 1502.117 7.50 -3.383

7.3 53.29 1.46 1.78362 -3.2436 1502.256 7.30 -3.244

-4.000

-3.500

-3.000

-2.500

-2.000

-1.500

-1.000

-0.500

0.000

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00


9

1




Documents

Diseño Hidraulico de Una Rapida