Año de La Consolidación Del Mar de Grau Informe

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  • 7/26/2019 Ao de La Consolidacin Del Mar de Grau Informe

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    AO DE LA CONSOLIDACIN DEL MAR DEGRAU

    FACULTAD DE INGENIERA

    ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

    TEMA:

    EJERCICIOS DE RPIDAS Y CADAS

    INTEGRANTES:

    CUZCA IZAGUIRRE, Cyntia

    FRANCISCO TAPIA, Daryn

    MANTILLA ALFARO, Massi!

    SANGAMA TORRES, Nati"i#a#

    DOCENTE:

    ING$ MAZA ESPONIZA OSCAR

    ASIGNATURA:

    O%RAS &IDRULICAS

    NUEVO CHIMBOTE 2016

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    NDICE

    I. INTRODUCCIN$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$'II. OBJETIVOS$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(

    2.1. OBJETIVO RINCIAL$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(

    2.2. OBJETIVOS SEGUNDARIOS$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(

    III. MARCO TERICO$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)

    !.1. R"IDAS$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)

    ($*$*$ DATOS DE CAMPO NECESARIO PARA EL DISE+O &IDRULICO$$$$$)

    ($*$'$ PARTES DE UNA RPIDA$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)

    ($*$($ ALCANCES DEL PROCEDIMIENTO DE DISE+O$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

    !.2. CADAS$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$-

    ($'$*$ ELEMENTOS DE UNA CADA .ERTICAL$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$-

    ($'$'$ TIPOS DE CADAS .ERTICALES$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$/

    ($'$($ CRITERIOS DE DISE+O DE UNA CADA$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$0

    IV. EJERCICIOS$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$**

    V. CONCLUSIONES$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$'1

    I. INTRODUCCIN

    En 2n 3r4y5t4 # ri64, !a 3art 54rrs34n#int a s2 54n535i7n, #8ni#4

    34r s2 3!anta9int4 :i#r;2!i54, tin 3rin5i3a! i934rtan5ia, # #4n# s #tr9inan !as strat6ias # ?2n5i4na9int4 #! sist9a

    # ri64 , 34r !4 tant4, 3ara #sarr4!!ar ! 3!anta9int4 :i#r;2!i54 #!

    3r4y5t4 s tin =2 i93!9ntar !4s #is@4s # !a in?rastr25t2ra

    i#nti85a#a n !a ta3a # 5a934 5ana!s, 4

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    Un4 # !4s as35t4s =2 6nra!9nt 9r5 s35ia! atn5i7n n !

    #is@4 # 4a

    5inti5a =2 a#=2ir 2n 5:4rr4 !>=2i#4 34r ! in5r9nt4 # !a "!45i#a# #

    24$ Esta sit2a5i7n s 3rsnta n "rt#r4s # H5#n5ias, str25t2ras

    # 5a>#a, #s?462s # ?4n#4, sa!i#as # a!5antari!!as, t5$

    En st tra#a, a !a " "r94s #4s

    r5i5i4s #4n# n4s 92stra ! #is@4 # !!as$

    II. OBJETIVOS

    II.1. OBJETIVO RINCIAL

    C4n45r ! 3r45s4 # #is@4 # 2na r;3i#a y 2na 5a>#a, #ntr4 #

    2na 4#a$ I#nti85ar y s!55i4nar !4s ti34s # r;3i#as =2 s 32#n 2ti!iar n

    2na 4

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    IMAGEN *K SE MUESTRA UNA RPIDA$

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    sri # 5a>#as s5a!4na#as st; s23#ita#4 a 2n st2#i4 54n79i54

    5493arati"4$

    III$*$*$ DATOS DE CAMPO NECESARIO PARA EL DISE+O &IDRULICO

    S r=2ir 54n45r !as 3r43i#a#s :i#r;2!i5as y !"a5i4ns #

    !a rasant y # !as s55i4ns #! 5ana! a62as arri

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    #4n# sa r=2ri#4, 3r9itir !a "a52a5i7n # !as a62as #!

    5ana! 52an#4 !a 43ra5i7n # !a r;3i#a sa s2s3n#i#a$

    '$ SECCIN DE CONTROL

    Es !a s55i7n #4n# !a 54n#255i7n a29nta !as 54n#i5i4ns #! 24 s4n !as # r6i9n

    5r>ti54$ M#iant !a s55i7n # 54ntr4!, s intnta #is9in2ir !as

    a!tas "!45i#a#s n !a ntra#a a !as r;3i#as 3r4#25i#as 34r !

    ani94 34si

    # !a 3n#int$ E! r6i9n # 24 n !a r;3i#a s s23r5r>ti54 y

    !a s23r85i #! a62a si62 2na 52r"a =2 s a5r5a

    asint7ti5a9nt a! tirant n4r9a!$

    )$ POZA DISIPADORA

    O sa!i#as 54n 4a n st ti34 # str25t2ras$

    S 2

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    IMAGEN 'K PARTES DE UNA RPIDA$

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    1$ UNA TRANSICIN DE SALIDA

    Ca9a n ! ini5i4 # !a s55i7n #

    !a r;3i#a$ Ca!52!ar !as "aria

    r;3i#a$ Dtr9inar !a 6ra#int # nr6>a n ! 5ana! a62as #a #s32s

    #! sa!t4 :i#r;2!i54$

    Dtr9inar !a !4n6it2# # !a 34a$

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    IMAGEN (K SE MUESTRA UNA CADA$

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    .ri85ar !a 34sin62, s4n str25t2ras 2ti!ia#as n

    a=2!!4s 32nt4s #4n# s n5sari4 sa!"ar #sni"!s #a s 54n#25ir a62a #s# 2na !"a5i7n a!ta

    :asta 2na !"a5i7n a 6nra#a 34r sta

    #i?rn5ia # ni"!s$ La #i?rn5ia # ni"! n ?4r9a # 2na 5a>#a, s

    intr4#25 52an#4 sa n5sari4 # r#25ir !a 3n#int # 2n 5ana!$

    La 5a>#a "rti5a! s 32# 2ti!iar 3ara 9#ir ! 5a2#a! =2 "irt s4

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    IMAGEN )K PARTES DE UNA CADA .ERTICAL$

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    *$ Transicin de entrada:Un 34r 9#i4 # 2n str5:a9int4

    3r46rsi"4 !a s55i7n #! 5ana! s23ri4r 54n !a s55i7n #

    54ntr4!$'$ Seccin de control: Es !a s55i7n 54rrs34n#int a! 32nt4

    #4n# s ini5ia !a 5a>#a, 5r5an4 a st 32nt4 s 3rsntan !as54n#i5i4ns 5r>ti5as$

    ($ Cada en s: La 52a! s # s55i7n r5tan62!ar y 32# sr

    "rti5a! 4 in5!ina#a$)$ P4a 4 54!5:7n a94rti62a#4rK Es # s55i7n r5tan62!ar, sin#4

    s2 F2n5i7n !a # a#a$1$ Transicin de salida: Un !a 34a # #isi3a5i7n 54n ! 5ana!

    a62as aas # 5492ni5a5i7n B5arrtras, ">as ?rras 2 4tr4 5ana!$

    III$'$'$ TIPOS DE CADAS .ERTICALES

    *$ CADAS .ERTICALES CON O%STCULOS PARA EL C&OUE

    E! %2ra2 4? R5!a9ati4n, :a #sarr4!!a#4 3ara sa!t4s

    3=2@4s, 2n ti34 # 5a>#a 54n 4

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    IMAGEN 1K CADA .ERTICAL CON O%STCULO$

    IMAGEN K CADA .ERTICAL SIN O%STCULO$

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    # nr6>a 3ara 2na a93!ia "aria5i7n # !a 3r4?2n#i#a# # !a

    !;9ina a62as a#as$ L4n6it2# transi5i7n # ntra#a$ An5:4 #! 5ana! n ! tra94 # !a 5a>#a$ Dis@ar !a 34a #isi3a#4ra n ?2n5i7n # !a a!t2ra # 5a>#a$ %4r# !i#a$

    R264si#a# n ! ?2n5i4na9int4 # !a 5a>#a$ .nti!a5i7n

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    IV. EJERCICIOS1. DISEO DE UNA R"IDAEs 2n 3r4y5t4 # ri64, s tin 2n 5ana! !atra! =2 54n#25 2n 5a2#a! #

    0.35m3/s , traa#4 n tirra (n=0,025) # s55i7n tra34i#a! 54n 2n

    ta!2# Z=1 , an5:4 # s4!ra b=0,75m , y traa#4 54n 2na 3n#int #

    0,5 . $

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    T

    $0.%& '

    (

    *

    )

    En 2n tra94 # s2 3r8! !4n6it2#ina! tin =2 atra"sar 2n 3r8! 5494 s

    92stra n !a 862ra$

    Dis@ar 2na r;3i#a # s55i7n r5tan62!ar$

    SOLUCIN:

    1. DISEO DEL CANAL AGUAS ARRIBA ) AGUAS DEBAJO DE LAR"IDA:

    DATOS:

    Z *$

    < $-1 9$

    n $'1

    S $1

    $(1 9(s

    A= (b+Zy )y

    P=b+2y 1+z2

    y=?

    De la ecuacin de Manning

    Q=1

    n A R

    2 /3 S

    1 /2

    Q=1

    n

    A5/3

    P2 /3 S

    1 /2

    Hallando y

    Q n

    S1 /2

    =3A

    5

    P2

    R=A

    P

    T=b+2z

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    B*

    B'

    B(

    ( Q nS1 /2 )3

    =A

    5

    P2

    Despejando A y P:

    A= (b+Zy ) y

    A= (0.75+y )y+y

    A=0.75y+y2

    P=b+2y 1+z2

    P=0.75+2y 2

    P=0.75+2.83y

    Reepla!ando en "#$:

    ( 0.350.0250.0051 /2 )= (0.75y+y2 )5

    (0.75+2.83y )2

    0.002= (0.75y+y2 )5

    (0.75

    +2.83y

    )

    2

    Ta%ulando:

    y f(y)

    &'(& &'&

    &')*&'&&&+

    ,

    0.35 0.002&'*& &'&)&

    0.002=(0.75(0.35)+(0.35)2 )5

    (0.75+2.83(0.35))2

    0.002=0.002

    y=0.35

    Repla!ando y en ")$ y "($

    A=0.75y+y2

    A=(0.35)y+(0.35)2

    A=0.39 m2

    P=0.75+2.83y

    P=0.75+2.83(0.35)

    P=1.74 m

    Hallando radio -idr.ulico yespejo:

    R=A

    P

    R=0.39

    1.74

    R=0.22m

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    T=b+2zy

    T=0.75+2 (0.35)

    T=1.45m

    Hallando /elocidad0 energacin1tica y energa especi2ca:

    V=Q

    A

    V=0.35

    0.39

    V=0.90

    hv=v

    2

    2 g

    hv= (0.90 )2

    29.81

    hv=0.041m

    E=y+hv

    E=0.35+0.041

    E=0.391m

    2. CALCULO DEL ANCHO DE

    SOLERA EN LA R"IDA ) EL

    TIRANTE EN LA SECCIN DE

    CONTROL:

    Anc-o de la solera en lar.pida:

    Seg3n Daren4o/:

    b=0.765Q2/5

    b=0.765(0.35)2/5

    b=0.50m

    Tirante en la seccin de

    control:

    YC=3

    Q

    2

    b2

    g

    YC=3

    (3.35)2

    (0.50)2 9.81

    YC=0.22m0.25m

    !. DISEO DE LA TRANSICIN

    DE ENTRADA:

    L= T

    1T

    2

    2tan (22.5 )

    L= 1.450.502tan(22.5 )

    L=1.15m

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    *.

    CALCULO HIDR"ULICO EN EL

    CANAL DE LA R"IDA

    +'#' CA5C657 D8

    T9RAT8S ; D9STAC9AS:

    y A RV=

    Q

    AV

    2

    2 g E=y+

    V2

    2g

    &')

    *

    &'#

    )*

    &'#

    )*

    )'< &'#

    +&'(=

    &'))

    &'##

    &'##>

    ('#< &'*#*

    &'>(*

    &')

    &

    &'#

    &

    &'#

    #('*&

    &',

    )+&'

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    EGE=(15.40.05 )+0.25+0.14

    EGE=1.16

    Cuando y &'))

    EGE=(15.40.05 )+0.22+0.515

    EGE=1.505

    Cuando y &')&

    EGE=(15.4

    0.05

    )+0.20

    +0.624

    EGE=1.594

    *')' CA5C657 D8 5A C6R@A 858@AC9 T9RAT8 C7E6FAD7

    M87R:

    y1

    =0.20 b=0.50 Q=0.35

    y2=y

    1

    2+2

    Q2

    g y1

    +y

    1

    2

    4

    y2=0.20

    2

    +

    2(0.35)2

    b(9.81)0.20

    +0.20

    2

    4

    y2=0.41m

    6. CALCULO DE LA RO+UNDIDAD DEL COLCHN AMORTIGUADOR

    h=!!va"#$n"ana!!va"#$n"$"h$n

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    E!va"# % n d! "ana :(h)

    %. CALCULO DE LA LONGITUD DEL COLCHN

    L=&(y2y1)

    L=5(0.410.20)

    L=01.05m

    T/' L = 1. 00m

    . TRANSICIN DE SALIDA IGUAL A TRANSICIN DE ENTRADA.

    L=1.15m

    h=y+10'L

    h=0.35+0.10

    h=hy2

    h=0.450.41

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    EJEMLO N3 02: DISEO DE UNA CADA.

    En ! 3r4y5t4 # ri64 s tin =2 54nstr2ir 2n 5ana! !atra! =2 54n#25a

    0.5m3/s .

    D a52r#4 a !as 54n#i5i4ns t4346r;85as ! 3r8! !4n6it2#ina! #! 5ana!

    tin 2na t4346ra?>a 5494 s 92stra n !a i9a6n a#2nta$

    A3r4"5:an#4 # s2s 54n45i9int4s n str25t2ras :i#r;2!i5as s ! 3i#54!a

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    ($ Dis@ar 2na 5a>#a "rti5a! =2 sir"a 3ara sa!"ar !as #i?rn5ias #

    !"a5i7n$

    SOLUCIN

    1. DISEO DEL CANAL DE TIERRA.

    *$*$ DISE+O DE CANAL AGUAS ARRI%A

    Suponiendo el diseGo del canal aguas arri%a0 consideraos ue es de

    .Iia e2ciencia -idr.ulica y nia in2ltracin:

    R=Y

    2

    b

    y=3 tan( (2 )

    y

    <

    DATOS:

    n=0.025

    S=0.001

    Q=0.5m3/s

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    B*

    b

    y=3 tan( 902)

    b=3 y

    D !a 52a5i7n # Mannin6K

    Q=1

    n A R

    2 /3 S

    1 /2

    Q n

    S1 /2 =A R2 /3

    C4nsi#ra94s 2na r264si#a# # $'1 34r sr 2n 5ana! n tirraK

    0.50.025

    (0.001 )1/2=A R2 /3

    Ca!52!an#4 ;ra #! 5ana! tra34i#a! a62as arri

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    0.395=3y2 (Y2)2/3

    0.395=3y2 y

    2 /3

    1,5874

    0.3951,5874=3y 2 y2/3

    0.627=3y8/3

    0.209=3

    y8

    (0.209)3=y8

    8

    0.2093=y

    0.56m=y

    NOTA:! 5ana! a62as arri

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    Resol/iendo las ecuaciones:

    %ASEK

    b=3 y

    b=3(0.56)

    b=1.68m

    REAK

    A=by

    A=1.68) 0.56

    A=0.94m2

    PERMETROK

    P=2 y+b

    P=2 (0.56 )+1.68 P=2.8m

    ESPEJOK

    T=b

    T=1.68m

    RADIO &IDRULICOK

    R=A

    P

    R=0.34m

    DISEO DE CADAS VERTICALES

    Calculo del anc-o de la cada y el tirante en la seccin de control'

    ANC&O DE LA CADAK

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    b=0.765) Q2

    5

    b=0.765)0.502

    5

    b=0.58m

    E93>ri5aK

    b=18.78Q

    10.11+Q

    b=1.25m

    TIRANTE CRITICOK

    Y"=3 Q

    2

    b2

    g

    Y"=3 0.50

    2

    1.2529.81

    Y"=0.25m

    DiseGo de transicin de entrada:

    L=T1T22*g 22.5

    L=1.681.252 *g 22.5

    L=0.52m

    Calculo de transicin de salida "igual a la transicin de entrada$'

    L=0.52m

    Diensiones de la cada:

    : #sni"!

    * Q 00$' $/ 9

  • 7/26/2019 Ao de La Consolidacin Del Mar de Grau Informe

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    CADAS .ERTICALES SIN O%STCULOS

    uero de cadas

    +=(Y"h

    3

    )

    +=0.031

    Par.etros de la cada /ertical

    Ld=4.30h +0.27

    Ld=4.30 (0.8)0.0310.27

    Ld=1.35m

    y1=0.59 h +0.27

    y1=0.59(0.8)0.0310.27

    y1=0.11m

    y2=1.66h +0.27

    y2=1.66(0.8)0.0310.27

    y2=0.52m

  • 7/26/2019 Ao de La Consolidacin Del Mar de Grau Informe

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    y,=h +0.22

    y,=(0.8)0.0310.22

    y,=0.37m

    5ongitud del resalto

    L=5(Y2Y1)

    L=5(0.520.11)

    L=2.05m

    5ongitud total del colc-n

    =Ld+L

    =1.35+2.05

    =3.40m

    V. CONCLUSIONES

    Para !

    str25t2ras s4YP ES LA ALTURA UE APUNTA EL IMPULSE &ORIZONTALNECESARIO PARA UE EL C&ORRO DE AGUA MARC&E &ACIA

  • 7/26/2019 Ao de La Consolidacin Del Mar de Grau Informe

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    ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

    EHistn #i"rs4s ti34s # str25t2ras 3ara ! #is@4 # r;3i#as !a 52a!

    s !6ir; #3n#in#4 # !a t4346ra?>a #! trrn4 4 ! #sni"! =2

    Hista n ! 5ana!$

    C4n !a ay2#a # !4s #4s r5i5i4s :94s 34#i#4 5493rn#r a!64

    94r !4s t9as # 5a>#as y r;3i#as$