canal de distribucion, rapiday compuertas

7/24/2019 Canal de Distribucion, Rapiday Compuertas

1/25

INTEGRANTES:CABRERA OLIVARES ALEXANDER

OCHOA JULCA JHORMANTAPIA MEDINA SUSANA

CANAL DE DISTRIBUCION,COMPUERTAS

UNIVERSIDAD CSAR VALLEJO


2/25

INGENIERIACIVIL MECANICA DE FLUIDOS

PRESENTACIN

El siguiente trabajo se ha realizado con la finalidad de dar a conocer todo loreferente a un canal de distribucin, el diseo de una compuerta para el sector

carbonera

Espero que les guste y pueda servirles de mucha ayuda.

Hay que escribir usando abundante tinta pero poco papel.

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA 2


3/25


INTRODUCCIN

En el recorrido de un canal, pueden presentarse diversos accidentes yobstculos, como son: epresiones del terreno, !uebradas secas, "allas,#ursos del agua, necesidad de cruzar v$as de comunicacin %carreteras, v$asf&rreas u otro canal'.(a solucin mediante estructuras hidrulicas es: )cueductos, *ifn, iques,+apidas,etc.

(os canales que se disean en tramos de pendiente fuerte resultan convelocidades de flujo muy altas que superan muchas veces las mimasadmisibles para los materiales que se utilizan frecuentemente en suconstruccin.-ara controlar las velocidades en tramos de alta pendiente se pueden utilizarcombinaciones de rampas y escalones, siguiendo las variaciones del terreno



4/25


1. Ttulo.DISEO DE UN CANAL RECTANGULAR DE DISTRIBUCIN Y

COMPUERTAS EN SECTOR LA CARBONERA - NEPEA

2. Realidad Problemtica

El Distrito de Nepea es uno de los 9 distritos que conforman la Provincia del Santa,

ubicada en el Departamento de ncash, en el Per. Es as que uno de los proyectos

ms ambicioso de nuestro departamento pasa por sus lmites.

El Proyecto Especial Chinecas, es un que es Proyecto Hidroenergtico de Chimbote,

Nepea, Casma y Sechin; ha sido planteado con la finalidad de aprovechar los

recursos hdricos superficiales y subterrneos que se encuentran disponibles en las

cuencas de los ros Santa, Nepea, Casma y Sechin, y aprovechar en el riego detierras con aptitud agrcola.

Y es as que el sector la carbonera existen ramales de distribucin para regar cultivos

pero estos estn hechos solo de tierra, por lo cual es caudal que ingresa se ve

reducido por perdidas de infiltracin, las cuales a la larga traen costos muy elevados.


AREA DEL PROYECTODONDE SE DISEARA

EL CANAL DEDISTRIBUCION LA

RAPIDA Y LAS

LA


5/25


. A!tecede!te".

En el ao //0, el ingeniero irland&s +obert 1anning, present por primera vez laecuacin durante la lectura de un art$culo en una reunin del 2nstitute of #ivilEngineers de 2rlanda. El art$culo fue publicado ms adelante en Transactions, del2nstituto. (a ecuacin en principio fue dada en una forma complicada y luegosimplificada a # $ C%R2&%S1&2, donde 3 es la velocidad media, # el factor deresistencia al flujo, + el radio hidrulico y * la pendiente. Esta fue modificadaposteriormente por otros y epresada en unidades m&tricas como # $'1&n(%R2&%S1&2 %siendo n el coeficiente de rugosidad 1anning'. 1s tarde, fueconvertida otra vez en unidades inglesas, resultando en # $ '1.)*+&n(%R2&%S1&2.

(a ecuacin de 1anning es el resultado del proceso de un ajuste de curvas, y portanto es completamente emp$rica en su naturaleza. ebido a su simplicidad deforma y a los resultados satisfactorios que arroja para aplicaciones prcticas, lafrmula 1anning se ha hecho la ms usada de todas las frmulas de flujo uniformepara clculos de escurrimiento en canal abierto.

(a frmula 1anning fue sugerida para uso internacional por (indquist en el*candinavia *ectional 1eeting del 4orld -o5er #onference en 066, en*toc7olmo.



6/25


CONCEPTOS AP,ICADOS

El valor de n es muy variable y depende de una cantidad de factores. )lseleccionar un valor adecuado de npara diferentes condiciones de diseo, unconocimiento bsico de estos factores debe ser considerado de gran utilidad.

Rugosidad de a su!e"#i$ie*e representa por el tamao y la forma de los granos del material que forma elper$metro mojado y que producen un efecto retardante sobre el flujo. En general,

los granos finos resultan en un valor relativamente bajo de ny los granos gruesosdan lugar a un valor alto de n.

%ege&a$i'n-uede ser vista como una clase de rugosidad superficial. Este efecto dependeprincipalmente de la altura, densidad, distribucin y tipo de vegetacin, y es muyimportante en el diseo de canales pequeos de drenaje, ya que por lo com8n&stos no reciben mantenimiento regular. I""egua"idad de $ana*e refiere a las variaciones en las secciones transversales de los canales, su

forma y su per$metro mojado a lo largo de su eje longitudinal. En general, uncambio gradual y uniforme en la seccin transversal o en su tamao y forma noproduce efectos apreciables en el valor de n, pero cambios abruptos o alteracionesde secciones pequeas y grandes requieren el uso de un valor grande de n. Ainea(ien&o de $ana#urvas suaves con radios grandes producirn valores de nrelativamente bajos, entanto que curvas bruscas con meandros severos incrementarn el n. Sedi(en&a$i'n ) e"osi'nEn general la sedimentacin y erosin activa, dan variaciones al canal queocasionan un incremento en el valor de n. 9rquhart %0;' seal que esimportante considerar si estos dos procesos estn activos y si es probable quepermanezcan activos en el futuro. O*s&"u$$i'n(a presencia de obstrucciones tales como troncos de rbol, deshechos de flujos,atascamientos, pueden tener un impacto significativo sobre el valor de n. El gradode los efectos de tale obstrucciones dependen del n8mero y tamao de ellas.

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA


7/25


DETER-INACIN DE, COEICIENTE DE RU/OSIDAD -ANNIN/

)plicando la frmula 1anning, la ms grande dificultad reside en la determinacindel coeficiente de rugosidad n pues no hay un m&todo eacto de seleccionar unvalor n. -ara ingenieros veteranos, esto significa el ejercicio de un profundo juiciode ingenier$a y eperiencia< para novatos, puede ser no ms de una adivinanza, ydiferentes individuos obtendrn resultados diferentes.

(a siguiente tabla muestra valores del coeficiente de rugosidad de 1anningteniendo en cuenta las caracter$sticas del cauce:

#oeficientede 1anning

#unetas y canales sin revestir

En tierra ordinaria, superficie uniforme y lisa =,=>=?=,=>;

En tierra ordinaria, superficie irregular =,=>;?=,=6;

En tierra con ligera vegetacin =,=6;?=,=@;

En tierra con vegetacin espesa =,=@=?=,=;=

En tierra ecavada mecnicamente =,=>/?=,=66

En roca, superficie uniforme y lisa =,=6=?=,=6;

En roca, superficie con aristas e irregularidades =,=6;?=,=@;

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA !


8/25


#unetas y #anales revestidos

Aormign =,=6?=,=

Aormign revestido con gunita =,=B?=,=>>

-aredes de hormign, fondo de grava =,=?=,=>=

-aredes encachadas, fondo de grava =,=>6?=,=66

+evestimiento bituminoso =,=6?=,=B

#orrientes Caturales

(impias, orillas rectas, fondo uniforme, altura delamina de agua suficiente

=,=>?=,=66

(impias, orillas rectas, fondo uniforme, altura delamina de agua suficiente, algo de vegetacin

=,=66?=,=@=

(impias, meandros, embalses y remolinos de pocaimportancia

=,=6;?=,=;=

(entas, con embalses profundos y canales ramifi?cados

=,=B=?=,=/=

(entas, con embalses profundos y canales ramifi?cados, vegetacin densa

=,==?=,>==

+ugosas, corrientes en terreno rocoso de montaa =,=;=?=,=/=

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA "


9/25


)reas de inundacin adyacentes al canal ordinario =,=6=?=,>==

). -arco Te0rico.CANA,ES

1. CONCEPTO

Dsicamente un canal no es ms que un cauce artificial de agua, siendo su forma muyvariada. (a forma perfecta de un canal seria aquella que ofrece la menor resistencia alavance de las aguas y que la naturaleza ha demostrado que resulta ser la semicircular,pero dada la dificultad de ejecucin de la misma %no eisten mquinas con cuchillascurvas', se opta por secciones trapeciales, que resulten inscriptas dentro de una

circunferencia. +Luis Au(ni, !./0

2. C,ASIICACION

ependiendo sus funciones los canales de pueden clasificar en:

(os canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las siguientesdenominaciones:

Ca!al de 3rimer orde!.(lamado tambi&n canal madre o de derivacin y sele traza siempre con pendiente m$nima, normalmente es usado por un solo

lado ya que por el otro lado da con terrenos altos.

Ca!al de "e4u!do orde!. (lamados tambi&n laterales, son aquellos quesalen del canal madre y el caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia lossub laterales, el rea de riego que sirve un lateral se conoce como unidadde riego.

Ca!al de tercer orde!. (lamados tambi&n sub laterales y nacen de los

canales laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA #
http://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtml


10/25


propiedades individuales a trav&s de las tomas del solar, el rea de riego quesirve un sub lateral se conoce como unidad de rotacin.

. SECCIONES TRANS#ERSA,ES -5S RECUENTES

(a seccin transversal de un canal natural es generalmente de forma myirregular y varia de un lugar a otro. (os canales artificiales usualmente sedisean con formas geom&tricas regulares %prismticos', las ms comunes sonlas siguientes:

Seccio!e" Abierta"

Secci0! Tra3e6oidal*e una siempre en canales de tierra y en canales revestidos.

Secci0! Recta!4ular *e emplea para acueductos de madera, para canalesecavados en roca y para canales revestidos.

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA $%


11/25


Secci0! Tria!4ular*e usa para cunetas revestidas en las carreteras, tambi&n encanales de tierra pequeos, fundamentalmente por facilidad de trazo. Fambi&n seemplean revestidas, como alcantarillas de las carreteras.

Seccio!e" Cerrada"

Secci0! Circular 7 Secci0! de 8erradura*e usan com8nmente para alcantarillas yestructuras hidrulicas importantes.

). E,E-ENTOS /EO-9TRICOS DE ,A SECCIN TRANS#ERSA, DE UN CANA,

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA $$


12/25


onde:

y : tirante de agua. Es la profundidad mima del agua en el canal.

b : )ncho de solera, ancho de plantilla, es el ancho de la base delcanal

F : Espejo de agua, es el ancho de la superficie libre del agua.

# : )ncho de corona.

A : -rofundidad total del canal.

A?y : Dorde libre.

: )ngulo de inclinacin de las paredes laterales con la horizontal.

G : talud, es la relacin de la proyeccin horizontal a la vertical de lapared lateral %se llama tambi&n talud de las paredes laterales del canal'.Es decir G es el valor de la proyeccin horizontal cuando a vertical es

TIPOS DE ,U:OS EN CANA,ES

(a clasificacin del flujo en un canal depende de la variable de referencia quese tome, as$ tenemos:

1.1. lu;o 3erma!e!te 7 !o Perma!e!te

Esta clasificacin obedece a la utilizacin del tiempo como variable. El flujoes permanente si los parmetros %tirante, velocidad, rea, etc.', no cambiacon respecto al tiempo, es decir, en una secciono del canal en todos lostiempos los elementos del flujo permanecen constantes.

1.2. lu;o U!i


13/25


Esta clasificacin obedece a la utilizacin del espacio como variable. Elflujo es uniforme si los parmetros %tirante, velocidad, area, etc.', nocambian con respecto al espacio, es decir, en cualquier seccin del canallos elementos del flujo permanecen constantes.

El flujo variado se puede a su vez clasificar en gradual y rpidamentevariado.

lu;o 4radualme!te es aquel en el cual los parmetros cambian enforma gradual a lo largo del canal, como es el caso de una curva deremanso producida por la interseccin de una presa en el cauceprincipal elevndose el nivel del agua por encima de la presa, conefecto hasta varios 7ilmetros aguas arriba de la estructura.

lu;o R3idame!te =ariado es aquel en el cual los parmetros var$aninstantneamente en una distancia muy pequea, como es el caso delresalto hidrulico.

1.. lu;o lami!ar 7 Turbule!to

El comportamiento de flujo en un canal est gobernado principalmente porefectos de las fuerzas viscosas y de gravedad en relacin con las fuerzas

de inercia internas del flujo.

En relacin con el efecto de la viscosidad, el flujo puede ser laminar, detransicin o turbulento. En forma semejante al flujo en conductoresforzados, la importancia de la fuerza viscosa se mide a trav&s del n8merode +eynolds %+e', que relaciona fuerzas de inercia de velocidad confuerzas viscosas, definidas en este caso como:

onde:

+ H +adio Aidrulico de la seccin transversal, en metros %m'

3 H velocidad media, en metros por segundo %mIs'

H viscosidad cinematica del agua, en m>Is

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA $3


14/25


En los canales se han comprobado resultados semejantes a flujos entuber$as, por lo que respecta a este criterio de clasificacin. -arapropsitos prcticos, en el caso de un canal, se tiene:

"lujo laminar para +eJ;/=, en este estado las fuerzas viscosas sonrelativamente ms grandes que las fuerzas de inercia.

"lujo de transicin para ;/= K +e K ;=, estado mito entre laminar yturbulento.

"lujo turbulento para +e L ;=, en este estado las fuerzas viscosas sond&biles comparadas con las fuerzas de inercia.

En la mayor$a de los canales, el flujo laminar ocurre muy raramente, debidoa las dimensiones relativamente grandes de los mismos y a la bajaviscosidad cinemtica del agua.

1.). lu;o Critico> Subcrtico ? Su3ercrtico

En relacin con el efecto de la gravedad, el flujo puede ser cr$tico, subcriticoy supercr$tico< la importancia de la fuerza de gravedad se mide a trav&s deln8mero de "roude %"', que relaciona fuerzas de inercia de velocidad, confuerzas gravitatorias, definidas en este caso como:

F= V

g L

onde:

3 H velocidad media de la seccin, en mIs

g H aceleracin de la gravedad, en mIs>

( H longitud caracter$stica de la seccin, en m.

En canales, la longitud caracter$stica viene dada por la magnitud de laprofundidad media o tirante medio y%m'H)IF, con lo cual se tiene:



15/25


F= V

gy (m)

Entonces por el n8mero de "roude, el flujo puede ser:

"lujo *ubcr$tico si " J , en este estado las fuerzas de gravedad sehacen dominantes, por lo que el flujo tiene baja velocidad, siendotranquilo y lento. En este tipo de flujo, toda singularidad, tieneinfluencias hacia aguas arriba.

"lujo critico si " H , en este estado, las fuerzas de inercia y gravedadestn en equilibrio.

"lujo *upercr$tico si " L , en este estado las fuerzas de inercia sonms pronunciadas, por lo que el flujo tiene una gran velocidad, siendorpido o torrentoso. En este tipo de flujo, toda singularidad, tieneinfluencia hacia aguas abajo.

DISE@O DE CANA,ES*e consideran algunos elementos topogrficos, secciones, velocidadespermisibles, entre otros:

Frazo de canales.? #uando se trata de trazar un canal o un sistema decanales es necesario recolectar la siguiente informacinbsica: "otograf$asa&reas, para localizar los poblados, caser$os, reas de cultivo, v$as decomunicacin, etc.

-lanos topogrficos y catastrales.

Estudios geolgicos, salinidad, suelos y dems informacin que puedaconjugarse en el trazo de canales.

9na vez obtenido los datosprecisos, se procede a trabajar en gabinete dandoun trazo preliminar, el cual se replantea en campo, donde se hacen los ajustesnecesarios, obteni&ndose finalmente el trazo definitivo.

En el caso de no eistir informacin topogrfica bsica se procede a levantar elrelievedel canal, procediendo con los siguientes pasos:

Reco!ocimie!to del terre!o

http://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/fundteo/fundteo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos33/suelos/suelos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/geomorfologia/geomorfologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/fundteo/fundteo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos33/suelos/suelos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/geomorfologia/geomorfologia.shtml


16/25


*e recorre la zona, anotndose todos los detalles que influyen en ladeterminacin de un eje probable de trazo, determinndose el punto inicialy el punto final.

Tra6o 3relimi!ar

*e procede a levantar la zona con una brigada topogrfica, clavando en elterreno las estacas de la poligonal preliminar y luego el levantamiento conteodolito, posteriormente a este levantamiento se nivelar la poligonal y sehar el levantamiento de secciones transversales, estas secciones se harnde acuerdo a criterio, si es un terreno con una alta distorsin de relieve, laseccin se hace a cada ; m, si el terreno no muestramuchas variaciones yes uniforme la seccin es mimo a cada >= m.

Tra6o de


17/25


+. De"arrollo

CANA,

DISE@O 8IDRAU,ICO

Pro4re"i=a BBBB B1BB

CONSIDERANDO ESTOS DATOS:

Q=1.5m3/s

n=0.014

S=0.00185m /m

b=1.00m

CARACTERSTICAS HIDRULICAS:

T=b

P=b+2Y

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA $!


18/25


A= (b+zY)Y

R= (b )Yb+2Y

V=g .Y

F=Q

2.T

g . A3

E=Y+V

2

2 g

CON ,A OR-U,A DE -ANNIN/ CA,CU,A-OS ?

Q .nS

1/2=A5 /3

P2 /3

(1.0). Y

5/3

1.5(0.014)

(0.00185 )1/2=

(1.0). Y

5/3

0.49=

Y=1m

CA,CU,A-OS EN AREA

A=(1.00).(1.00)

A=1.00m2

CA,CU,A-OS E, PERI-ETRO -O:ADO

P=(1.0)+2(1.0)

P=3.00m

CA,CU,A-OS E,ESPE:O DE A/UA

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA $"


19/25


T=(1.00)

T=1.00m

CA,CU,A-OS E, RADIO 8IDRAU,ICO

R= (1.00) .(1,00)(1.00)+2(1.00)

R=0.33m

V=(9.81 ) (1.00 )

V=3.13m /s

CA,CU,A-OS E,NU-ERO DE ROUDE

F=(3.13 )2.(1.00)

(9.81) .(1.00)3

F=0.99

DETER-INA-OS ,A ENER/IA

E=(1.00)+(3.13)2

2(9.81)

E=1.50m.kg/kg

T&'( )* +-(:Sub Critico F


20/25


21/25


*e determina por el m&todo de la rotura el momento 8ltimo 1uy la cuant$a de diseo

)sumo que el material de relleno de borde de canal es : )rena limosa con grava.

H @=N

H ,/ tIm6

sutH >,@ tIm6

7a H =.>>

ALUMNO: TAPIA MEDIA ANTONELLA 2$

$2%

%,%!

$,%

@9

P9&) E *( %,2

? %,#

1= 0,85

%,!5 7/2


22/25


. A!li"i" de lo" re"ultado"#alculamos que el canal tendr$a las dimensiones de mO m y que trasmitir$aun caudal de .; m6Is.

*. Co!clu"io!e".

-udimos disear el canal para la distribucin de agua, el cual est hecho deconcreto, trasmitir un caudal aproimado de .; m6Is.

Este canal servir para poder distribuir mejor el agua en los cultivos y reducir

las p&rdidas por infiltraciones.



23/25


F. Su4ere!cia".-ara poder realizar este tipo de estructuras es necesario tener conocimientosde la frmula de maninng para poder realizar los clculos, as$ como un buencriterio en el diseo estructural.

REERENCIAS GIG,IO/R5ICAS ? ,INHO/RAIAS.

Rojas Rubio, M (2008) Diseo y aspectos constructios de obras de arte, biblioteca

de la !"#.



24/25


+ocha "elices, ) , Aidraulica de tuber$as y canales

1arin #ordova , #, 2*EPQ R #QC*F+9##2QC E 9C #)C)( A2+S9(2#Q E-EC2ECFE 3)+2)D(E -)+) 9*Q 2)#F2#Q E 2C3E*F2T)#2UC,



25/25

canal de distribucion, rapiday compuertas

Documents