super formulario aguas

7/24/2019 Super Formulario Aguas

http://slidepdf.com/reader/full/super-formulario-aguas 1/32

U.A “J.M.S” TARIJA - BOLIVIA YURI HECTOR PARRAGA

FORMULAS MAS UTILIZADAS EN TUBERIAS

k ' =f i

Li

d i

+ k i

Autor Internacional InglesDarcy (n=2)

M D=0.08262685 . f

d5

M D=0.0251886 . f

d5

Hazen Willians (n=1.852)

M H =

10.64806343

d4.87037 .C 1.852 M H =

384.329

d4.87037 . C 1.852

Maning (n=2) M M =10.29369062

n2

d

16

3

M M =4.636544 n

2

d

16

3

1= K 8.0= K 5.0= K

.0= K 0!.0= K

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS "#$%"&'(")* +, *#$%+ )+ 00/

TUBERIAS EN PARALELO (en paralelo las perdidas por ricci!n en todos lostu"os son iguales)

∆ H = Qn

[∑i=1

N

( 1

mi . Li )1

n ]n

∆ H = 8

[π .∑i=1

N

( d i

2

√ k '

)]2

Q2

8

h f =m . L . Qn

#i solo considera$os perdidas porricci!n

$i% se calcula con las ecuaciones dea"a&o

#i considero aparte de perdidas porriccion perdidas locales ca"e aclarar'ue no sie$pre se tiene 'ue usar Darcyse puede usar cual'uier ecuaci!n decual'uier autori% es un coeciente 'ue se e*trae de

A'u+ solo se dan dos ecuaciones paracalcular las perdidas ,er $as a"a&o sedetallan todas las $as utilizadas

d=1.2√ Q sirve para tener soloidea de cuanto puede ser el diametro

ℜ= 4Q

π ν d

ℜ=V dν

#"%)"& 234+6ν=viscocidad cinematica

) )'72+$* )+& $%*V +&*#')") )+& #"%)"&

POTENCIA =! . H " .Q

BOMBAS

=! . H " . Q

#.75[ CV ]

=! . H " . Q

# .76 [ H ]

=e iciencia

TURBINAS

=! . H " . Q . #

75 [CV ]

=! . H " . Q . #

76 [ H ]




ECUACIONES MAS UTILIZADAS PARA EL CALCULO DE hf -l u&o en una tu"er+a tiene 'ue estar en el r/gi$en tur"ulento0o se &ustica el uso de $as de dos ciras signicati,as en el n$ero de e-n las ecuaciones donde se encuentre e signica 'ue se tiene 'ue utilizar para un tu"o liso peroen un r/gi$en tur"ulento-n las ecuaciones donde se encuentre 3 (rugosidad del $aterial e*presada en unidades delongitud) se tiene 'ue utilizar para un tu,o rugoso en un r/gi$en tur"ulento

Autor Ecuación ObseracionesDarcyWey"ac4 hf =f

L

d

V 2

2$oiseuille

f =64

ℜ#e utiliza en un u&o la$inare 627

0iuradse 1

√ f =2.log(

ℜ .√ f

2.51 )

2.791: ; e ; 7.:91<

ozeny 1

√ f =2.log(

3.71d

ϵ

)

f = 2.$

(7.78log ( ℜ)−5.65)2

ara tu"os de as"estoce$ento

e > :

ic4terf =0.01113+

0.917

ℜ0.41

ara tu"os de as"esto 4ulee > :

?udinV =140. % H

0.645. &f

5

9

V =n5. % H 0.63

. &f 0.54 n5% ,er ta"las al nal

@ole"rooW4ite

1

√ f =−2.log(

ϵ

3.71d+ 2.51

ℜ .√ f )

#e aplica solo a u&ostur"ulentos ya sean tu"os

lisos o rugosos

Hazen Willians V =0.355C H . d0.63

. &f 0.54

V =n2. % H 0.63

. &f 0.54

@H no es la @ de @4ezy

n2% ,er ta"las al nal@4ezy V =C .√ % H . &f

C =√8. $

f

C −√ 32.$ log( ϵ

% H 14.8 )C =

1

n . % H

1

6

n% de Manning

azinC =

87

1+ ∆

√ % H

ara aplicar a @4ezy

utterC =

100√ % H

m+√ % H

ara aplicar a @4ezy

ManningV =

1

n % H

2

3 . &f 1

2

.1; 3BDH ; .1 (2da





n 0.031(ϵ ( pie))1

6

V =n1. % H

2

3 . &f 0.5

ecuaci!n)

n1% ,er ta"las al nal

#ci$eni

V =n2. % H 0.68

. & f 0.56

n2% ,er ta"las al nal

Meyer eter

V =n4 . % H 0.68 . & f 0.526

n:% ,er ta"las al nal

#co"ey

V =n6. % H 0.65

. & f 0.56

n<% ,er ta"las al nal

ECUACIONES PARA PERDIDAS LOCALES ! OTRAS

)

L

)1 9 )

hl= ( V 2

2

2.$ ( ver ta)las al final

)1

)

)1

9 )

L


POR VALVULAS

hl= ( V

V 2

2.$ : ; + $"&" "& <',"&

POR CODOS O CAMBIO DE DIRECCIONC

h l= ( √ ∆

90

V 2

2. $

∆ % Angulo de deeccion% ,er ta"las al nal (= .:2 codos co$unes)

POR AMPLIACION BRUSCA

hl= ( V 1

2

2.$ := + $"&" "& <',"&

O )1

( =[1−(d1

d2 )2

]POR AMPLIACION "RADUADA

hl= ( (V 1

2−V 22)

2 $−1 d2−d1

POR CONTRACCION BRUSCA

>

( =0.42.[1−( d2

d1

)2

]POR CONTRACCION "RADUADA

hl= ( V 2

2

2.$ := + $"&" "& <',"&

* =tan−1 d2−d1

POR ENTRADA EN LA TUBERIA

% ta$"i/n se lo puede o"tener de ta"las'ue se encuentran al nal




8.0= K

hl= ( V

2

2.$


POR SALIDA#Ena or$a prFctica es considerar la perdida por salida igual a dos ,eces a la de entrada!

h l= ( V

2

2. $ % ,er ta"las al nal

POR RE$ILLA#

hl=C .( s

) )4

3 . sin (* ) . V

2

2. $

COMO DISE%AR UNA RE$ILLA

• se calcula la "ase de la secci!n (") co$o oricioG co$o ,ertedorG co$o tu 'uieras

• luego se escoge una separaci!n entre e&es de "arrotes (#) y un anc4o de "arrotes(e)

• separaci!n entre "arrotes serF% s=&−e

• n$ero de espacios serF% % n=)

@% @oeciente de or$a@= 1. (para "arras circulares)@= 2.:2 (para "arrasrectangulares)J% :5 6J 6 (J= <reco$endado)

POR ENTRADA (AA E0 #IKL0)

hl= ( V

2

2.$ C"?+@"

R+'&&" )+ +,$")" T",'#',

Kor$a de entrada @o$puerta en pared delgadaG contracci!n supri$ida en los lados y en el ondo 1-ntrada con arista en Fngulo recto .5-ntrada con arista ligera$ente redondeada .27-ntrada con arista total$ente redondeada Bd =.12 .1-ntrada a"ocinada circular .:

POR SALIDA CONSIDERAR DOS &ECES A LA DE ENTRADA




SECCIONTRANS&ERSAL

ANC'OOPTIMO (b)

AREAOPTIMO (A)

PERIMETROOBTIMO (P)

RADIO 'IDRAULICOOPTIMO (R')

-@A0NE?A 2.+ 2.+ 2 4.+ +

2 A-@IA? 2

√ 3.+ √ 3. +

2 2.√ 3 . + +

2

#-MI@I@E?A 2.+ π

2 . +

2 π . + +

2

PROPIEDADES "EOMETRICAS DE AL"UNOS CANALES MAS UTILIZADOS


ECUACIONES *UE SUELEN UTILIZARSE N = ( .√ $

f

COE+ICIENTE DE CORRECCION DE MOMENTUN O (BOUSSINES*)

,= ( N +1)2

N .( N +2)

COE+ICIENTE DE CORRECCION DE ENR"IA CINETICA O (CURIOLIS)

* = ( N +1)3

2 +

=.: constante de Oon ar$an0=: para canales poco proundos rugosos y anc4os0=< es razona"le$ente representati,o de canales deconcreto lisos

P=1 i$plica una distri"uci!n unior$e de,elocidades

J=1i$plica una distri"uci!n unior$e de

,elocidades





SECCION AREA A PERIMETRO P ANCHOSUPERFICIAL T

-=) .+ =2.+ +) =)

-=) .+ + / .+ 2

=)+2.+ .√ 1+ /2 =)+2. / . +

1

1 z

-=) .+ ++

2

2.( /

1+ /

2)

1+ /22

√ 1+ /1

2+√ ¿ =)++ ¿

=)++ ( /1+ /2)

-=) .+ + / .+

2

2

=)+ + .(√ 1+ /2+1) =)+ / .+

1

z -= / . +

2 =2.+ .√ 1+ /

2 =2. / . +

-= / . + 2.( /1+ /2)

1+ /22

√ 1+ /1

2+√ ¿ =+ ¿

=+

2

0 =2.cos−1(

d−2+

d )

0 r=0 . π

180

-=d

2

8 (0 r−sin(0 ))

=0 r . d

2

=d .sin (0

2)

).Y

= '6%"& %+ &" ",$+'*

-=d

2

8(0 r−sin(0 )+4−π )

=d

2 (0 r+4−π ) =d .sin (

0

2)

-=π .r

2

2 +2. r (+ −r )

=π . r+2(+ −r ) =2. r




FORMAS DE DISEÑO DE ALGUNOS CANALES

NOTA= A &" )++#" )+ &* $'",$+ #@$'#* + +,#%+,$" +#%"#'*,+ )+ 2" +$" '+ "" #"&#%&" &* #"%)"&+ &@2'$+ %+ %+)+$",*$" &" +##', +$* #"%)"&+ &@2'$+ $'+,+, %+ + 2+,*+ * '6%"&+ " 2"

E, &* #","&+ #'#%&"K *$"& $'* U '2+* #"&#%&" +& )'72+$* ')+"& #*, +* #"&#%&" +& $'",$+ ,*2"& )+27 *'+)")+6+*2$'#" &%+6* ' $'+,+ %," ',$*)%#+ &" +#%"#'*,+ )+ 2",',6K 7+"K +@2+$* )+& 7,6%&* +'*," +,$+K +)'$" &" "'"&++2&"(" &* "&*+ #"&#%&")* #*2'+,(" &" '$+"#', +$* + "#+ *%+ &* ",$+'*+ "&*+ *, "& 5K &" <',"&')") )++2&"(" &* "&*+ )+ "$')" + %+ +& *6"2" *&+ ,* $+ &* " " +*&+K *&* "" +$* #"*E, E#+& %$'&'(" +& #*2",)* *&+ EN EL DISEÑO NO SE DEBE PASAR A LA CAPACIDAD IDEAL


CANAL TRAPECIAL (PARA UN RECTANGULAR HACER Z=0)(&" +#%"#', "" +& $'",$+ ,*2"& $'+,+ %, "&')+( )+& 5 '+ #*2* "*'2"#', "" #*,$',%" &" '$+"#', #*, &"+6%,)" +#%"#',)E, #"* )+ %+ $+,6" )* $"&%)+ "#+ ( (1(

+ N =) [ 1.3n Q

( /+0.73 ) &o0.5

)8

3 ]0.63 +c=

3

√(Q

) )2

. 1

$ solocanal rectan$ular

P"" #","& $"+#'"& *$+,+ )+ &" +#%"#', 6"&.

CANAL TRIANGULAR E, #"* )+ %+ $+,6" )* $"&%)+ "#+ ( (1(

nQ

&o0.5

¿¿

+c=5√ 2.Q2

$ . /2

CANAL CIRCULAR (&" +#%"#', "" +& $'",$+ ,*2"& $'+,+ %, "&')+( )+& 5)TIRANTE NORMAL

+ N =1.316

d0.856 [ Q . n

√ &o ]0.508

TIRANTE CRITICO

+c=0.561Q

0.503

d0.258

Qma1=2.049525d2.5

CAPACIDAD MAIMA

+

d=0.9381181

Qma1=0.335281964 d

8

3 &o0.5

nCAPACIDAD IDEAL

+ d=0.81962922665

Qma1=0.31168539d

83 &o0.5

d ideal=1.58431[ n .Q

&o0.5 ]

0.375

SECCION PORTAL (&" +#%"#', "" +& $'",$+ ,*2"& $'+,+ %, "&')+( )+& 5) TIRANTE NORMAL

+ N =1.5138

d0.8106 [ Q .n

√ &o ]0.67897

TIRANTE CRITICO

+c=0.475Q

0.5995

d0.4988

Qma1=2.55500913 d2.5

Qma1rect =1.107362d2.5

CAPACIDAD MAIMA

+

d =0.9395257 Qma1=0.37736483d

8

3

&o

0.5

nCAPACIDAD IDEAL

+

d=0.82228262

=0.35426786 d

8

3 &o0.5

d ideal=1.5483 n . Q

0.5

0.375

SECCION EN U (&" +#%"#', "" +& $'",$+ ,*2"& $'+,+ %, "&')+( )+& 5) TIRANTE NORMAL

+ N = 1.012

(d

2)0.329 [ Q .n

√ &o ]0.468

TIRANTE CRITICO

+c=0.475Q0.517

d

2

0.292 Qma1 24.36012883 .

[d2 ]

2.5




J

RESALTO 'IDRAULICO


n% rugosidad del $aterial (,er ta"las al nal)3 =1 (siste$a internacional) 3 =1.: (siste$a "ritFnico)#o% pendiente del ondo del canal

MANIN"

V =ϵ

n % H

2

3 &o1

2

C'EZ! =

ara la o"tenci!n de @ ,er ta"las al nal y ta$"i/n lasrelaciones de la pagina de ecuaciones

ECUACION "ENERAL PARA EL TIRANTE CRITICO -

3

=

Q2

$

3 H = -

selo denomina profundidad hidraulica

K >1 u&o supercr+tico Q 6 QcK 61 u&o su"cr+tico Q > QcK =1 u o critico Q = Qc

ENER"IA ESPECI+ICA +ROUDE

4=+ + V

2

2. $ 5 =

V

√ $ . 3 H

RUGOSIDAD PONDERADAHORTON PAVLOS:Y LOTTER

n=

[∑i=1

N

in

i

]2

3

n=

[∑i=1

N

in

i

2

]1

2

n= % H

5

3

N i % H

5

3

SECCION DE MA,IMA E+ICIENCIA 'IDRAULICA

SECCION DE MINIMA IN+ILTRACION

R+&"#', b/Y "+ R")'* ')7%&'#*

6=2. (√ 1+ /2− / ) )= 6

4

1

2 . n . Q

( 6+ / ) . &o0.5

3

8

% H =+

2 9

R+&"#', b/Y)

+

=4. (√ 1+ /2− / )

&o=3 1−3 2

L entonces 3 1−3 2=&o.L

hf =&f ∗ L

&f =( n . V́

´ϵ . % H

2

3 )2

V́ =V 1+V 2

2´ % H =

% H 1+ % H 2

2

ϵ =171.49depende del & . 8 41= 42

+ +V

1

2

− = + +V

2

2

KLED- -KI@I-0@IA D-? #A?L MLM-0E0@-0LID- D-? A-A

5 = V

√ $ . / #= 42

41

100=(8 5 1

2−1)1.5−4.5 5 12+1

8 5 1

2

(2+

5 1

2

)

100 M = Q

2

$ . -+ ´ 9 . -

-

´ 9=

1

6

(4. / .+ 2+3.) . + )

( / . + +) / (talud)




CLASI+ICACION DE LOS RESALTOS % (el parF$etro $as i$portante en un resalto es el n$ero

de raude aguas arri"a o sea al principio del resalto)

K1 = 1 a 1.2 es un salto ondulatorio o de onda per$anente la disipaci!n de energ+a cin/tica deentrada es $enor 'ue el 5RK1 = 1. a 2.5 la ele,aci!n de la supercie es sua,eG se trata de un salto d/"il la disipaci!n deenerg+a cin/tica de entrada es de 5 al 15RK1 = 2.5 a :.5 es un salto oscilante inesta"leG cada pulsaci!n irregular crea una onda grande 'uepuede ,ia&ar le&os corriente a"a&o daSando "ancos de tierra y otros la disipaci!n de energ+acin/tica de entrada es de 15 al :5RK1 = :.5 a -s un salto estacionario esta"le de $e&or co$porta$iento e insensi"le a lascondiciones corriente a"a&o la disipaci!n de energ+a cin/tica de entrada es de :5 al RK1 > -s un salto uerte algo inter$itente y "rusco la disipaci!n de energ+a cin/tica de entrada esde al 85R

3

ara el cFlculo de longitudes de saltos 4idrFulicos ,er F"acos y ta"las 'ue se encuentran al nal.-l cFlculo del tirante con&ugado se lo e,ala igualando los $o$entun M1 = M2

• Altura de salto es la dierencia entre los tirantes del resalto

ABACO PARA CALCULAR LON"ITUDES DE SALTO EN CANALES RECTAN"ULARES CONPENDIENTE SoTODOS LOS DERECHOS RESERVADOS "#$%"&'(")* +, *#$%+ )+ 00/

SECCION RECTANGULAR

M = Q

2

$ -+

- +

2

CONOCIDO Y1 CONOCIDO Y PERDIDA DE ENERGIA

+ 2=+ 1

2 (√ 1+8 5 1

2+1) + 1=+ 2

2 (√ 1+8 5 2

2+1) ∆ 4=(+ 2−+ 1 )3

4.+ 2 .+ 1

SECCION TRAPECIAL 2= $"&%) )+& #","&

M = Q2

$ -+ ) +

2

2 + / +

3

3CONCOCIDO Y1 CONOCIDO Y

: =+ 2

+ 1 r=

V 12

2$ + 1 t =

)

+ 1 / : =

+ 1

+ 2 r=

V 22

2$ + 2

t = )

+ 2 /

ECUACION EN DONDE SE DEBE REMPLAZAR

SECCION CIRCULAR SECCION EN U Y Q )4 SECCION PORTAL Y Q )4




• L" *)+,")" *, L

+ 2

• L" "#'" *, 5 1= V 1

√ 2.+ 1

CANAL TRAPECIALTALUD 0 0.5 0.

51 1.

51.5

A 5 . . 10./

1./

15

L= - .(+ 2−+ 1) *%+$" * S'+,#',

CANAL RECTAN"ULAR

L=9.75+ 1( 5 1−1)1.01

*%+$" * S'&+$+

3.495+0.73 5 ¿

L=+ 2 ¿¿

propuesta por O. @4oT

L

+ 1=160. ta$(

5 2

20)−12 propuesta por Hager 1 con las siguientes condiciones

2< 5 2<16+ 1

) <0.1

OTRA SITUACION EN LA *UE SE PRODUCE RESALTO 'IDRAULICO





RESALTOS 'IDRAULICOS EN CANALES CON PENDIENTE

COMPUERTASE#%'2'+,$* &'+

E#%'2'+,$* "*6")*


+ 2

+ 1=

1

2.cos(;)(√ 1+8.<1

2−1)

<1

2=(100.027; 5 1 )2

E, +& 7"#* )+ &" ",$+'* *" *)+ #"&#%&" &" &*,6'$%) )+& "&$*

"" &* $'* “B” ”C” ”D” +* +, &" *)+,")" '@" L

+ 1 +,

Q= = a )√ 2$h ==0.60(sino se pudiese estimar)Cc=0.612

== C c

√1+C c

a

h

)=ancho del canal

h1=Cc.a

+¿a )√ 2$h ==0.60(si no se puede estimar)Q= =

¿

Cc=0.612

== C c

√1+C c a

h

)=ancho del canal

+¿= = . c == C c

√1+C ca

h¿




CLASIFICACION DE PERFILES DE AGUA

P+,)'+,$+S0

N*2+)+& +<'&

T'* 6"& )+ #%" & f

&c

∆+

∆ >

F T'* )+ <&%*

H*'(*,$"& ---- ---- ---- ---- ---- ----H*'(*,$"& H C"')" N4A N+6"$'

*1 S%#@$'#*

H*'(*,$"& H3 R+2",* N4A P*'$'* Q1 S%+#@$'#*S%"+ M1 R+2",* 1 P*'$'* 1 S%#@$'#*S%"+ M C"')" Q1 N+6"$'

*1 S%#@$'#*

S%"+ M3 R+2",* Q1 P*'$'* Q1 S%+#@$'#*C'$'#" C1 R+2",* 1 1 S%#@$'#*C'$'#" C P""&+&* "& <*,)* )+& #","& 1 1 U,'<*2+ #@$'#*C'$'#" C3 R+2",* 1 Q1 S%+#@$'#*E2',")" S1 R+2",* 1 P*'$'* 1 S%#@$'#*

E2',")" S C"')" 1 N+6"$'* Q1 S%+#@$'#*

E2',")" S3 R+2",* Q1 P*'$'* Q1 S%+#@$'#*A)+" ---- ---- ---- ---- ---- ----A)+" A C"')" N4A N+6"$'

*1 S%#@$'#*

A)+" A3 R+2",* N4A P*'$'* Q1 S%+#@$'#*

lo 'ue de"es 4acer es calcular tu tirante nor$alG y tu nu$ero de roude para sa"er en 'uer/gi$en se encuentra el u&o para luego clasicarlo co$parando tu e&ercicio con los grFcos 'uese $uestra a continuaci!necordad 'ue en pendiente ad,ersa y 4orizontal no e*iste tirante nor$al





&ERTEDEROS LATERALES -n un ,ertedero lateral se pueden presentar los siguientes casos a$"i/n se considera 'ue la energ+a espec+ca al co$ienzo y al nal son iguales co$o a lo largodel ,ertedero

PRIMER METODO @ual'uier tipo de u&o y cual'uier canal pris$Ftico

condiciones criticas en o cerca de la entrada con u&o supercr+tico en el tra$o del ,ertedero

el tirante del u&o es $as grande 'ue el cr+tico a la entradaG con u&o su"cr+tico en el tra$o del,ertedero

el u&o del tipo a) en el inicioG con un resalto 4idrFulico en el ,ertedero y el tipo ") despu/s delsalto con un ni,el de energ+a $enor de"ido a las perdidas por el salto

el tirante del u&o a la entrada es $as pe'ueSo 'ue el tirante cr+ticoG con u&o supercr+tico en eltra$o del ,ertedero

+ +& $'* )+& <&%* ) " &" +,$")"K #*, %, +"&$* +, +& $"2* )+& +$+)+*K %, $'* )+% #*, %," +,+6@" 2+,**#"'*,")* * +& +"&$*


+ n *, &* $'",$+ ,*2"&+ " *'2')")+ )+ &" +,$")" "&')",* *, '6%"&+ *%+ *, )'<++,$+&* #"%)"&+

Y1 + '6%"&" "& $'",$+ ,*2"& )+"&')"

@L-KI@I-0-# -U-IM-0A?-# D- @L-@@IL0 D- AVI0 () KE0@IL0 D-? A?ED D-?@A0A?

Z $"&%) C*+<'#'+,$+ 0 1

143 1.0543 1.0

1 1.1 1.1!




Para poder resolverlos ay que asumir que se trata de un flujo subcrítico, y darse un valor para Φ y luego calcular ese valor hasta que sean parecidos. Y si eres mas vivo te podes bajar algunos

programas de Internet hechos por mi solo para !p"

SE"UNDO METODO (solo u&o su"cr+tico y canales rectangulares) ara este $/todo necesitasun F"aco 'ue se $uestra al nal

aso 1%

L"tener 0h

aso 2% L"tener

Del F"aco o"tener nX

Hacer *́ =* . naso 7%

L"tener 0h

aso :% L"teneraso% 5

TERCER METODO# (K!r$ula de Di Marc4i) solo u&o su"cr+tico y canales rectangulares

aso 1%

aso 2%

L"tengo @X

aso :% Qo=. (es un ,alor 'ue tienes 'ue darte para e$pezar a iterar o el 'ue tu 'uieras) L"tengo -oX

L"tengo Uo


K?EYL #E@II@L K?EYL#E-@II@L

Qv=m√ 2.$ . L .∅1 .h1

1.5. k Q v=m√ 2.$ . L .∅o . ho

2.5. k

∅1=2

5 ( 1− ( 12.5

1− ( 1 )∅o=2

5 ( ( o2.5−1

( o1.5

. ( ( 0−1 ) ) ( 1=

ho <1 ( condicion ) ( 1=

ho>1(condicion)

Z= coeciente de or$a de cresta de ,ertederota"las al nal




• co$para las longitudes calculadas y si son dierentes ,uel,es a iterar (conse&o escri"+ lasecuaciones con los datos correspondientes o 4ace alguna relaci!n para o"tener esos datos

y lo iteras de uno solo en tu calculadora 4p)• si 'uieres resultados con gran e*actitud te reco$iendo el $/todo 1

• puedes "a&ar de Internet dierentes progra$as de $i autor+a solo (calculadoras 4p)

ABACO PARA &ERTEDERO POR EL SE"UNDO METODO +#*)") *&* #","& +#$",6%&"


L" *)+,")" *,hm

hm+?

L" "#'" *, “,”

S'hm

hm+?>0.30

+,$*,#+ + $*2" ++ "&* )+ 0.30 *%+ "" "&*+ 2"*+ " ++ +2",$'+,+ #*,$",$+

L" #%"10

+ "" +$+)*+

<*,$"&+

L" #%"1Q0

+ "" +$+)*+




&ERTEDEROS +RONTALES#

-@A0NE?A%

IA0NE?A

A-@IA?

NOTA: Estos vertederos son de descarga libre

&ERTEDEROS DE DESCAR"A SUMER"IDA#

( )'<++,#'" )+ +&+"#', )+ &" %+<'#'+ )+ "6%" "'" ""*


Qv=1.8 ( L−0.2h ) . h1.5

RECOMENDACIONESH 5#2

L 180#2

/00 " 1500&$4+6

H 55#2

L 10#2

300 " /00&$4+6

H !0 L 0 10 " 300

Qv=1.4h2.5

RECOMENDACIONESH 50 #2 /5 " 110 &$4+6H !0 #2 !5 " /5 &$4+6

H 30 #2 15 " !5 &$4+6H 0 #2 " 15 &$4+6

Qv=1.9 L h1.5

Qv=& . M . ) . h1.5

S #*+<'#'+,$+ )+ #*+##', )+ %2+',M #*+<'#'+,$+ )+ #"%)"&

",#* )+& +$+)+*H #"6" *+ &" #+$"

L" "+ )+& #","& )+ +,$")" %+)+ +$" * +,#'2" * * )+"* )+ &" "+ )+&#","& )+ "&')" &" #*" + %+ $'+,+ %+ #%2&' &" #*,)'#'*,+ )+ %2+',E, +& 67<'#* &" "+ )+& #","& )+ +,$")" +$" * +,#'2" )+& #","& )+ "&')"




AVI0 &=1.05(1+0.2

ho

+ 2 )( 3

H )1

3

OI??AML0

-&=(1+( ho

+ 2 )1.5

)0.385

L0A?LO

M =(0.407+

0.045 H

H ++ 1 )(1+0.285(

H

H ++ 1 )2

)√ 2$

AVI0 M =(1.794+ 0.0133

H )(1+0.55 ( H

H ++ 1 )2

)√ 2 $

ECUACIONES PARA DETERMINAR EL COEIFIENTE DE CAUDAL 2 EN CASO DE NO HABER CONTRACCIONESLATERALES HACER B EN CASO DE HABER CONTRACCIONES LATERALES

BANCHO SUPERFICIAL EN CASO DE SER VERTEDERO FRONTAL hm=h ALTURA DE CARGA SI ES

VERTEDERO LATERAL hm=ho+h1

2 =

+ o++ 1−2?

2

PERFILES DE REBOSADERO CRESTA DE DOBLE CURVATURA CON CARA VERTICAL

PERFIL ECUACION COME

C+"6+ 11+ =0.47

> 1.8

( 4o−∆ / )0.8D+)%#'

S#'2+,' 130+ =0.50

> 1.85

( 4o−∆ / )0.85T"2'


C*,)'#'*,+ )+ %2+',h>+ 2

3 o=3 + V

2

2.$3 o

+ 2<0.7

Aut! E"u#"$%& L'$t* + #,-$"#"$%&H+6&

m=(0.6075−0.045( "−)

" )+ 0.0041

hm )(1+0.55 [ )" ]

2

[ hm

(hm+?)2 ])0.102 W W 0./020.502 W W .0020.02 WX W 1.132

S*#'+)") )+

',6+,'+* "%'$+#$* %'(*m=(0.578+0.037 [ )" ]

2

+3.615−3[

)" ]

2

1000hm+1.6 )(1+0.5 [ )" ]4

( hm

hm+? )2

)

.5#2 W W 80#2 W 0.3B

30#2 WX)

? @1 +, #"* )+ #*,$"##'*,

&"$+"&+

H"2'&$*, S2'$m=0.616 (1− )

10." ) .5#2 W W /0#230#2 W30#2 WX

hm=?

2 ) @ ( "−2.hm )

hm

) @0.5

F",#' m=0.623(1+0.1n hm

) )((1+V 2

2$ )2

3−( V 2

2 $ hm )1.5

)15#2 W W 50#2.!2 W W 3.002/0#2 WX W 1.502

W 0.3

R+*# m=(0.6035+0.0813( hm+0.0011

? ))(1+0.0011

hm )

1.5 10#2 W W /0#230#2 W

/.0#2 WX)

? @1

R+*# m=

2

3 (0.6035+0.0813hm

? +

0.00009

? )(1+0.0011

hm )

T+'#"m=0.434+0.21

(

hm

hm+?

)

2

B"(',m=(0.405+ 0.003

hm )(1+0.55( hm

hm+? )2

)




:", 1/0 +

4 o−∆ /=

>

4o−∆ /−ln(1+ >

0.689( 4 o−∆ / ))P+<'& #*

H"6+ 11 +

4 o−∆ /=0.136+0.482625( >

4o−∆ /+0.2818) . ln(1.3065( >

4o−∆ /+0.2818))

P+<'& #*

−0.

M*,$+ 1 %1

4 o−∆ /=0.05+1.47

&

4o−∆ / %u

4 o−∆ /=1.68( &

4 o−∆ / )1.625

%

4 o−∆ /=

%1

4o−∆ / (1+( %u

%1 )2.625

) 1

2.625

P+<'& #*

A@,$*$

A@,$*$





DISIPADORES DE ENER"IA #e lo utiliza para ca$"iar de un u&o supercr+tico a un su"cr+tico

DISE%O DE LA SECCION DE CONTROL Neneral$ente se lo 4ace rectangularG esto se lograaplicando energ+as sin considerar p/rdidasG en caso de considerarlas se tendr+a 'ue 4acer unacresta (ele,aci!n) en la secci!n de control.

4o=+ c+

[

Q

).+c

]

2

. 1

2 $donde +c=

3

√(Q

) )2

. 1

$R+2&"(",)*

4o=3√( Q

) )2

. 1

$+[

Q

) .3√( Q

) )2

.1

$ ]2

. 1

2$

A4ora se de"e diseSar la transici!n del canal de apro*i$aci!n 4asta la secci!n de control

DISE%O DE LA TRANSICION#

IM- M-LDL (se lo e,ala directo)

1

L= |)1−)2|2.ta$(22.5) 1 1 1

L L

hf =ke(V 2

2−V 12)

2 $ hf =ks

(V 12−V 2

2)2 $

IL D- A0#I@IL0 e s@ur,ado .1 .2@uadrado cil+ndrico .15 .25#i$plicado en l+nea recta .2 .7?+nea recta .7 .5-*tre$os cuadrados .7 .5

#-NE0DL M-LDL (se lo e,ala por tra$os "scalo por a4+ es largo y $e da o&era 4acerlo pora4ora)


-o es la energ+a del canal deapro*i$aci!n

De esta $ediante iteraci!n o"tienes la




TIPOS EST.NDAR DE DISIPADORES DE ENERGIA POR RESALTO HIDRAULICO

NOMBRE APLICACION CONDICION DE FLUO PROFUNDIDAD DESALIDA

COMENTARIO

ipo I ara resaltososcilantes

2.5< 5 <4.5?ongitud de la piscina

6.6+ conA

1.1+ conAEna la de dientes a la entrada anc4o igual a d ($)G altura igual a 2.d ($)y longitud en la parte superior igual a 2.d($)

ipo II -structurasgrandes

5 >4.5 B>46.5 ($2Bseg.)

4<61(m)?ongitud de la piscina

4.4+ conA

1.5+ conADos las de "lo'ues la lti$a la se co$"ina con un u$"ral de salidainclinado (altura del "lo'ue igual a dX)

ipo III -structuras

pe'ueSas

5 >4.5

B<18.6 ($2Bseg.)O de (15 a 18) $Bseg?ongitud de la piscina

2.8+ conA

1.0+ conADos las de "lo'ues y un u$"ral de salida

(altura del "lo'ue igual a dX)

ipo IO ara resaltososcilantes

2.5< 5 <4.5?ongitud de la piscina

6+ conA

1.1+ conAEna la de "lo'ues y un u$"ral del salida(altura del "lo'ue igual a 2.dX)#e pueden incluir supresores de ondas en el e*tre$o de aguas a"a&o

#[A[K -structuraspe'ueSas

1.7< 5 <17?ongitud de la piscina

4.5+ conA

1.0+ conADos las de "lo'ue de i$pacto y un u$"ral de salida(altura del "lo'ue igual a dX)

E#A@- ?ongitud de la piscina >4+ conA

1.0+ conADos las de "lo'ue de i$pacto y un u$"ral de salida





ES*UEMAS DE PISCINAS DE DISIPACION

• las ca+das y los escalones $irando 4acia atrFs se utilizan para esta"ilizar el resalto

• un arreglo de una la nica de "lo'ues de i$pacto es $as eciente 'ue la geo$etr+a de,arias las

• lo 'ue se "usca es 'ue coincida el ni,el del agua a la salida de la piscina con el ni,el deagua del canal de salidaG no estoy diciendo 'ue los tirantes tienen 'ue ser igualesG peropuede 4a"er coincidencias.

# $%&'I&(#$I%& )* +(*)'#& #-(&#) +#&*#) /* !#$* $%I&$I/I -%) &I0*-*) /* #(#*&'* -# )#-I/# /* -#P%1# $%& *- $#&#- /* )#-I/#, P(*/* )* /* -# +#&*# 2(* '( 2(I*#) *)% *)'# #$I'*II% /* P%Y*$'I)'#,$%&'#- 2(* $(+P-# -#) $%&/I$I%&*) '%/% 3I*&, P*% -% *$%+*&/#3-* *) /I)*4# $%&PI)$I&#) *)'#&/#


L" #"@)" *, "#*,+"&+ #%",)* +& ,'+& )+& "6%" )++#"+ "'" )+ 2",+" '6,'<'#"$'" #*, +& $'",$+ )+&#","& )+ "&')"

L* &*%+ )+ '2"#$* )++, )'+?"+ )+ 2",+"+$7,)"K ,* + +#*2'+,)" #%",)* &" +&*#')")"<&%+,$+ %+" "&*+ +,$+ 0 30 24+6 )+')* "

&* '+6* * #"'$"#',

L* +#"&*,+ *'$'* + &*#"&'(", )+ *)',"'* #+#""& <', )+& +"&$*

T"2', + "#*,+"&+ "%2+,$" &" &*,6'$%) )+ &" '#',"



1


DISE%O DE UNA RAPIDA

V ma1=√ 2.$( 4o−d .cos(∝))d= BV ma1

ta$"i/n se utiliza la siguiente e*presi!n

V ma1=1.5V c

0LA% para sal,ar un desni,el no es necesario utilizar un perl de re"osadero al co$ienzo de larFpidaG pero si se tratase de una presa necesaria$ente se tendr+a 'ue utilizar algn perl dere"osadero cur,ado

9 diseSar la secci!n de control9 recordad 'ue el u&o es co$pleta$ente desarrollado ('ue la ,elocidad es id/ntica en cual'uierparte) pero esto ocurre despu/s del re$anso 'ue ocurre a la entrada de la rFpida y ter$ina donde

se intersectan la capa li$ite inerior y la capa li$ite superior9 ,ericar 'ue la ,elocidad en la rFpida no supere a la ,elocidad $F*i$a9 diseSar la poza disipadora9 no sie$pre se tienen 'ue poner "lo'ues de i$pacto ay 'ue estudiar cada casoG en caso de poner"lo'ues ya no se puede utilizar la ecuaci!n del resalto por'ue el "lo'ue inuye considera"le$ente9 lo 'ue se "usca co$o resultado es 'ue la altura del salto (tirante $ayor) coincida con el tirantedel canal de salida

CALCULO DEL NUMERO DE BLO*UES DE LA POZA DISIPADORA

n=)+2.5+ 1

2.5+ 1

CALCULO DEL ESPACIO ENTRE DIENTES

s=)+n. (anc h o del diente)

n−1

DISE%O DEL UMBRAL A LA SALIDA

&%'#5 la altura del umbral puede ser calculada de cualquier otra manera ya lo que se busca esque el nivel de agua en la piscina tiene que ser igual a la del canal de salida todo es decisi6n del

proyectista. )e recomienda enf7ticamente trabajar con formas est7ndar ver tabla arriba" ya quefueron estudiados minuciosamente para diferentes condiciones.)e puede calcular analíticamente una altura de rugosidad que en el papel estaría perfecto perohidr7ulicamente fallaría. $omo se dijo criterio del ingeniero

*l 'ipo I y el 'tipo I0 son lo mismo t8 lo incluyo para que no te preguntes9. y donde esta el 'ipo I


d% proundidad aguas de"a&o de la rFpidaJ% Fngulo de la rFpida con la 4orizntal

se de"e recordar enFtica$ente 'ue la V ma1

no de"e ser superada en ninguna parte del

0.04+ conA

1.25+ 1




ABACO PARA EL CALCULO DE -L./ EN UNA CAIDA &ERTICAL CON OBSTACULOS

E&+ A

#*$" A

E&+ B

#*$" B




M%* "&+$"

*#"$*2" "'& )'<%** +,$")" * "&')"

P%+,$+$+"&+,

#*$+ A-A

'$" +, 3D

AY*Y#Y#Y# Y*S*S#


SI+ONES IN&ERTIDOS

• calculo de p/rdidas por re&illa

• calculo de perdidas por transici!n de entrada• calculo de perdidas por entrada

• calculo de perdidas por ricci!n

• calculo de perdidas por codos o ca$"io de direcci!n

• calculo de perdidas por transici!n de salida

• calculo de perdidas por salida

• calculo de perdidas por transici!n de salida

• calculo de perdidas por re&illa de salida

?A #EMALIA D- -#A# -DIDA# D-O-0 #- M-0L L INEA? CE- -? D-#0IO-?G LDA# -#A# -@EA@IL0-# QA KE-L0 D-#@IA# -0 A0-IL-# HLYA#

DISE%O DE ALCANTARILLAS -n la actualidad se conocen dos tipos de alcantarillas• alcantarillas largas% son las 'ue pasan por de"a&o de terraplenesG 'ue opera llena (u&o en

tu"er+as) ta$"ien se las deno$ina clase II• alcantarillas cortas% son las 'ue son superciales (u&o en canales) ta$"i/n se las

deno$ina clase I

ALCANTARILLAS CORTAS SE DEBE &ERI+ICAR LA SI"UIENTE CONDICION 4o−3 ent

D @1.2 D= "&$%" )+ &" "&",$"'&&"

A A





&%'#5 el dise:o hidr7ulico de una alcantarilla consiste b7sicamente en la selecci6n de unequilibrio 6ptimo entre la capacitas de caudal y la p8rdida de energía, y los costos de construcci6n

por lo tanto en alcantarillas cortas se dise:a para un ;ujo en super<cie en condiciones críticas.

asa de u&o en el "arril co$o unci!n del n$ero de roude del "arril (alcantarilla tipo ca&!n)

CLASE I (ENTRADA DE SUPER+ICIE LIBRE) CLASE II(ENTRADA SUMER"IDA)


K% n$ero de roude en el "arril-" % e$erg+a especica en el "arril

&%'#5 si las condiciones aguas arriba y aguas abajo seriansupercríticas se debe dise:ar para un n=mero de froude de >.? a>.@ (0a 1r23ca .e arriba seria ti4o ca5ón)

K 4 )

+ c

B

Bma1

.7 2.77 .52.5 1. .. 1.58 .2<.8 1.57 .<. 1.51 .7.5 1.5 .8. 1.5 11 1.5 11.1 1.5 1

1.1 1.51 .:1.2 1.52 .1.5 1.<2 .8




CONSIDERACIONES TIPICAS DE LA OPERACI6N DE ALCANTARILLAS ESTANDAR

PATRON DE FLUJO LOCALIZACION CONDICIONES DE OBSERVACIONES


&%+*&$-#'(#

?.-. l+nea de energ+a total 4o=3 o++ o+V o

2

2.$D altura de la alcantarilla0. ni,el de reerenciaVent altura del 0. a la entrada de la "atea ("ase) de la alcantarilla#o pendiente de la alcantarilladtT tirante de agua de escapedo proundidad de e'uili"rio unior$e en el "arril




CONTROLCLASE I FLUJO A LA ENTRADA EN SUPERFICIE LIBRECASO 1 CONTROL A LA SALIDA 4

(¿¿o−3 ent )@1.2 D¿

d t? @ + c&

o@ &

cCASO CONTROL A LA SALIDA 4

(¿¿o−3 ent )@1.2 D¿

d t?> D>+ c

&o @ &c

CASO 3 CONTROL A LA ENTRADA 4

(¿¿o−3 ent )@1.2 D¿

d t? @ D

&o>&c

E& +"&$* ')7%&'#* + )" "&" "&')"

CASO ! CONTROL A LA ENTRADA 4(¿¿o−3 ent )@1.2 D¿

d t? @ D

&o>&c

E& +"&$* ')7%&'#* + )"+, +& "'&

CLASE II ENTRADA SUMERGIDACASO 1 CONTROL A LA ENTRADA 4

(¿¿o−3 ent )>1.2 D¿

d t? @ + cdo< D

&o>&c 7 &o @ &c

CASO CONTROL A LA SALIDA 4

(¿¿o−3 ent )>1.2 D¿

d t?<+ c

do> D

&o>&c 7 &o @ &c

B"'& ",+6" "*6")* +*+" *<%,)')") )+<&%* #@$'#* " &" "&')"

CASO 3 CONTROL A LA SALIDA 4

(¿¿o−3 ent )>1.2 D¿

dt?

> D

&o>&c 7 &o @ &c

B"'& ",+6")*. S+ *+"+, 6"&. P"" )0 QD +*

*)@" *#%' "" )0 D '%, +<+#$* )+ +2",* 2%++

+& +"&$* ')7%&'#*

CASO ! CONTROL A LA ENTRADA 4

(¿¿o−3 ent )>1.2 D¿

d t?> D

&o>&c 7 &o @ &c

E& +"&$* ')7%&'#* *#%++, &" "&')" 6"&. S+ *+"

"" )0 Y# *)@" )"+ "")0 QY# " %+ +& +<+#$* )++," #*,$"#$" *#%+ +, &"

*#"$*2" )+& "'&


SIMBOLO"IA ! ACLARACIONES

D% altura del "arrild% proundidad de e'uili"rio unior$e en el "arrildtT% proundidad de agua de escape

Q% proundidad nor$al a la entrada-% altura de energ+a total aguas arri"a#% pendiente del "arrilVent% cota de la "ase de la entrada del "arril#i deci$os ,ena contracta nos reeri$os a una co$puerta deslizante 'ue se lo puedeu"icar a la entrada del "arrilVer las gráfcas de la anterior hoja para mayor entendimiento




CARACTERISTICAS DE CAUDAL DE ALCANTARILLAS ESTANDARES

PATRON DE FLUJO RELACIONES CONDICIONES DE FLUJO OBSERVACIONESFLUJO DE ENTRADA DE SUPERFICIE LIBREAlcantarilla

circular Q D=0.432√ 2$ (

4o−

3 ent )

1.9

D0.4 0<

4o−3 ent

D <0.8

0.025<sen(;)<0.361

elaciones "asados

en e*peri$entos dela"oratorio 1<<

Alcantarillacircular

Q

D=0.438√ 2 $( 4o−3 ent )

1.50.8<

4o−3 ent

D <1.2

0.025<sen(;)<0.361

elaciones "asadosen e*peri$entos dela"oratorio 1<<

Alcantarilla ca&!n Q

) =C D

2

3 √2.$

3 ( 4o−3 ent )

1.55

@D =1 "ordes ,erticalesredondeados (radio >.1.)@D =. ca&a iz'uierda con

"ordes ,erticales

4 o−3 ent

D <1.2

elaciones "asadosen e*peri$entos dela"oratorio 1<<

-0ADA #EM-NIDAAlcantarilla ca&!n 4

2$ (¿¿ o−3 ent −C . D)Q

) =C . D√ ¿

@=.8 "ordes de coronaredondeado@=.< corona de "ordesredondeados

4 o−3 ent

D >1.2

Klu&o de "arril desupercie li"re"asados ene*peri$entos de la".

arril su$ergido

Alcantarillacircular Q D= π

4 D

√2$ ∆ H

( '

i

= coeciente deperdidas de ca"ezas(perdida pri$aria ysecundaria)

-c de DarcyG cFlculode p/rdidas deca"eza en u&o detu"er+as

Alcantarilla ca&!n Q

D=)√2 $

∆ H

( '

i = coeciente deperdidas de ca"ezas(perdida pri$aria ysecundaria)

-c de DarcyG cFlculode p/rdidas deca"eza en u&o detu"er+as

∆ H = dierencia de energ+as totales entre la entrada y la salida.

DISE%O DE ALCANTARILLAS CON PERDIDA MINIMA DE ENER"IA (P7M7E7)

• -l u&o del canal de apro*i$aci!n se contrae a tra,/s de una entrada 4idrodinF$ica 4aciael "arril donde el anc4o del canal es $+ni$o y luego se e*pande gradual$ente 4acia unasalida en or$a 4idrodinF$ica de corriente antes de regresar al canal de or$a naturalaguas a"a&o

• ?a or$a 4idrodinF$ica se utilizan para e,itar perdidas i$portantes por or$a

• a$"i/n a estas se las conoce co$o alcantarillas de energ+a constante o alcantarillas deenerg+a $+ni$a

• @o$parFndolo con un alcantarilla estFndar un diseSo de una .M.- da un $enor p/rdidaperdida de energ+a para un $is$o caudal y el $is$o anc4o de gargantaG alternati,a$enteel anc4o de garganta puede reducirse para el $is$o caudal y perdidas de energ+a.




Y#Y# Y#Y*

SS#

*#"$*2" "'& )'<%** +,$")" * "&')"

AA A

#*$+ A-A


UTILIZAR LAS SI"UIENTES ECUACIONES

Bma1=√ $( 23 ( 4 −3 ent + ∆ 3 o ))1.5

)min=Qma1

√ $ ( 23 ( 4 −3 ent +∆ 3 o ))−1.5

+ c=2

3( 4 −3 ent +∆ 3 o )

&c=f

8 5

2

) &c=n

2. 5

2 $ . 4

3

-

1

3 . )

∆ H sal=V sal

2

2.$ −V o

2

2. $ V sal= Q)ma1 + 1

GLOSARIO

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