Coleccin de Problemas de Ingeniera Fluidomecnica. 212

Dto. de Ing. Nuclear y Mecnica de Fluidos E.U. Politcnica de Donostia San Sebastin.

2bl =

Para el caso de un canal trapezoidal ( = 60 ).

bby

bl

.

2360sen. ==

=

8.2. Se desea disear un canal de seccin rectangular, con una pendiente de 0,5 milsimas, Q = 12 m3/s y material (hormign en bruto), donde la velocidad del agua no

supere los 2 m/s.

a) Calcular la base b, para el caso de seccin hidrulicamente ptima (b = 2.h).

b) Calcular la altura H, con una berma del 15 %.

c) Comprobar el condicionante de la velocidad.

d) Si la canalizacin, en un tramo importante, toma una pendiente mayor (1 milsima), calcular la nueva profundidad h del agua en el canal.

Resolucin

a) Expresin de Manning para el clculo de canales:

21

32

...

1 JRAn

Q h= Sustituyendo a los valores proporcionados:

05,80005,0

12.015,0..

32

===

JQnRA h

Clculo de la seccin y el Permetro ptimo: (b = 2.h). Por tanto:

hhbPhhbA

.4.2.2. 2

=+=

==

Clculo del radio hidrulico ptimo:

2.4.2 2 hh

hPARh ===

Sustituyendo en la expresin anteriormente determinada:

KHALEDResaltado

Coleccin de Problemas de Ingeniera Fluidomecnica. 213

Dto. de Ing. Nuclear y Mecnica de Fluidos E.U. Politcnica de Donostia San Sebastin.

05,82

..23

22

=

hh

mhh 22

2.05,8 32

38

==

Por tanto: b = 2. h = 4 m.

b) H=h+0,15.h = 2,3 m.

c) s

mAQ

v 50,12.2

122 === .Es inferior a los 2 m/s exigidos.

d) Al aumentar la pendiente el contacto h ser menor, siendo b = 4 m.

JQnRA h.

.3

2=

692,5001,0

12.015,0..

32

35

32

32

====

JQn

P

A

P

AA

32

35

.692,5 PA =

Elevando todo al cubo: 25

.424,184 PA =

Donde hhbPhhbA .24.2.4.. +=+== siendo h la incgnita.

( ) ( )25 .24.424,184.4 hh +=

( ) ( ) 2225 .72,0.88,288,2.4.1616.180,0.24.180,0 hhhhhh ++=++=+= 088,2.88,2.72,0 25 = hhh

Resolviendo Newton-Rapson: h = 1,55 m

8.3. Se desean conducir 120 l/s de agua con una pendiente de 1 milsima.

a) Elegir el dimetro de la tubera de hormign centrifugado para que se cumpla la relacin: 75,0

Dhc

. Dimetros disponibles: 40, 45, 50, 60 cm.

b) Calcular el calado hc y la relacin hc/D

KHALEDResaltado