solucion de canales

19
Problema # 1 Darcy (Colebrook -White) Cálculo del tirante y base del canal Datos: z = 0.25 Q = 4 m3/s b= 1.4 S = 0.0015 0.000001 m2/s g = 9.81 m/s2 0.00081 m y = 1.205585218 propuesto Procedimento: A = 2.051 m2 P = 3.885 m Rh = 0.528 m Raiz = 0.249 log = -3.911 V= 1.950 m3/s Q=V.A= 4.000 m3/s tendria que slair 4 Chezy Cálculo del tirante y base del canal Datos: Por un canal de sección trapezoidal de ancho de solera 1.4 m y talud z =0.25, circula un tiene una pendiente de fondo de 0.0015. El canal es de concreto liso, se pide calcular el en canal, aplicar los métodos de: a) Darcy-Weisbach b) Chezy b) Manning v = k = e h S gR V . * = 1 z y b T e h e h h h S R S gR R R g V . . 8 51 . 2 8 . 14 log 8 2 = = e h S gR . 8 = 3 . 0 12 log 18 h R C e h S R C V . . = = = e h S gR V log . 8 2

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Excel para canales

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Page 1: Solucion de Canales

Problema # 1

Darcy (Colebrook -White)

Cálculo del tirante y base del canalDatos:

z = 0.25Q = 4 m3/sb= 1.4S = 0.0015

0.000001 m2/sg = 9.81 m/s2

0.00081 m

y = 1.205585218 propuesto

Procedimento:A = 2.051 m2P = 3.885 m Rh = 0.528 m

Raiz = 0.249log = -3.911V= 1.950 m3/s

Q=V.A= 4.000 m3/stendria que slair 4

Chezy

Cálculo del tirante y base del canalDatos:

Por un canal de sección trapezoidal de ancho de solera 1.4 m y talud z =0.25, circula un caudal de 4 m3/s, tiene una pendiente de fondo de 0.0015. El canal es de concreto liso, se pide calcular el tirante que se produce en canal, aplicar los métodos de: a)      Darcy-Weisbach b)      Chezyb)      Manning

v =

k =

eh SgRV .* =

1 zy

b

T

eh

ehhh

SRSgRRR

gV ..8

51.2

8.14log82

=

=eh SgR .8

= 3.0

12log18 hR

C

eh SRCV ..=

==

ehhh

eh

SgRRRSgRV

.8

51.2

8.14log.82

Page 2: Solucion de Canales

z = 0.25Q = 4 m3/sb= 1.4S = 0.0015

0.000001 m2/sg = 9.81 m/s2

0.00081 m

y = 1.200891719

Procedimento:A = 2.042 m2P = 3.876 m Rh = 0.527 m

V*= 0.088 = 0.000131749C = 69.690V = 1.959 m/sQ = 4.000 m3/s

Manning

Cálculo del tirante y base del canalDatos:z = 0.25Q = 4 m3/sb= 1.4S = 0.0015

0.013

y = 1.207215039

Procedimento:A = 2.054 m2P = 3.889 m Rh = 0.528 m

Q = 4.000 m3/sV= 1.947 m/s

v =

k =

n=

n

SARQ o

32

=

Page 3: Solucion de Canales

y:tirante o altura de aguaz=talud

0.41.221.620.81

0.00081

Por un canal de sección trapezoidal de ancho de solera 1.4 m y talud z =0.25, circula un caudal de 4 m3/s,tiene una pendiente de fondo de 0.0015. El canal es de concreto liso, se pide calcular el tirante que se produce

==

ehhh

eh

SgRRRSgRV

.8

51.2

8.14log.82

Page 4: Solucion de Canales

Problema # 2

Manning

Cálculo del tirante y base del canalDatos:z = 0Q = 0.4 m3/sb= 0.8V= 0.8 m/s

0.027 de Tabla se toma el valor de 'n'' parte recta y poca hirba

y = 0.625 A/b solo en rectangulares

Procedimento:A= 0.5000 m2P = 2.050 m Rh = 0.244 m

S= 0.0031

Por el canal que se muestra en la figura circula un caudal de 400 lt/s, con una velocidad de 0,8 m/s, el ancho de solera es de 0,8m. Calcular la pendiente del canal.

n=

1 zy

b

T

n

SARQ o

32

=

Page 5: Solucion de Canales
Page 6: Solucion de Canales

Problema # 3

30 50

Datos:z = 0Q = 0.8 m3/sb= 1

S = 0.017355128 incognita0.000001 m2/s

g = 9.81 m/s20.05 m

y = 0.4

Procedimento:A = 0.400 m2P = 1.800 m Rh = 0.222 m

Raiz = 0.550log = -1.817V= 2.000 m3/s

Q=V.A= 0.800 m3/stendria que slair 4

Chezy

Cálculo del tirante y base del canalDatos:z = 0Q = 0.8 m3/sb= 1

S = 0.018610783 incognita0.000001 m2/s

g = 9.81 m/s20.05 m

Calcular la pendiente que debe dársele a un canal revestido de mampostería de piedra, de sección rectangular de 1.00 m de ancho en el fondo para que conduzca un gasto de 0.8 m3/s fluyendo con un tirante de 0.40m., se pide calcular la pendiente, aplicando los métodos de: a)      Darcy-Weisbach b)      Chezyb)      Manning

v =

k =

v =

k =

=eh SgR .8

= 3.0

12log18 hR

C

eh SRCV ..=

Page 7: Solucion de Canales

y = 0.4

Procedimento:A = 0.400 m2P = 1.800 m Rh = 0.222 m

V*= 0.201 = 5.759E-05C = 31.083V = 1.999 m/sQ = 0.800 m3/s

Manning

Cálculo del tirante y base del canalDatos:z = 0Q = 0.8 m3/sb= 1

S = 0.019434288 incognita0.025

y = 0.4

Procedimento:A = 0.400 m2P = 1.862 m Rh = 0.215 m

Q = 0.800 m3/sV= 2.000 m/s

n=

n

SARQ o

32

=

Page 8: Solucion de Canales

40

Calcular la pendiente que debe dársele a un canal revestido de mampostería de piedra, de sección rectangular de 1.00 m de ancho en el fondo para que conduzca un gasto de 0.8 m3/s fluyendo con un tirante de

Page 9: Solucion de Canales

Problema # 4

D/2*cos(f/2)=(y-D/2)

y(m) = 0.78376346 proponerD (m) = 0.9 Q=450lts/sS = 0.0012n = 0.019

Cos(alfa/2)= 0.74169657

4.81278517 rad

275.752278 grados Alfa= 1.47040014

A (m2) = 0.58803466 teta=2pi-alfaR (m) = 0.27151507

V (m/s)= 0.76448032Q(m3/s)= 0.44954092 Q=V.A

Repasar!!!

¿Cuál es el tirante que alcanzara el flujo que pasa por una alcantarilla parcialmente llena de 90cm de diámetro?, si el conducto conduce 500 lt/s, es de metal corrugado y su pendiente es 1.2 ‰.

θ rad =θ ° =

θ

0.9m

y=?

2

8

1DsenA = D

senR

=

14

1

n

SRV eh .3

2

=

Page 10: Solucion de Canales

D/2*cos(f/2)=(y-D/2)

T=ancho del canalT=D.sen(teta/2)

¿Cuál es el tirante que alcanzara el flujo que pasa por una alcantarilla parcialmente llena de 90cm de diámetro?, si el conducto conduce 500 lt/s, es de metal corrugado y su pendiente es 1.2 ‰.

Page 11: Solucion de Canales
Page 12: Solucion de Canales

Problema # 5

b=1,4m

ManningOJOpara hallar el P1 y P3

P=y*(z^2+1)^0,5Cálculo del tirante y base del canalDatos:

b= 1.4 my = 0.7 mS = 0.0008z = 0.75

n(1 y 3) = 0.027 P1 = 0.875Procedimento: n2 = 0.022 P2 = 1.4

0.0248403 P3 = 0.875A= 1.347 m2 3.15P = 3.150 m Rh = 0.428 mQ= 0.871 m3/s

En un canal de drenaje de tierra, han crecido pastos en los lados, si el tirante alcanza un valor de 70cm, z = 0.75 y S=0.0008, calcular que caudal va a pasar por este canal (la rugosidad de la vegetación es de n=0.027).

n c=

P1

P2

P3n1

n2n1

paston

SRAQ eh .3

2

=

32

23

=

T

iic P

Pnn

Page 13: Solucion de Canales

para hallar el P1 y P3

P=y*(z^2+1)^0,5

En un canal de drenaje de tierra, han crecido pastos en los lados, si el tirante alcanza un valor de 70cm, z = 0.75 y S=0.0008, calcular que caudal va a pasar por este canal (la rugosidad de la vegetación es de

Page 14: Solucion de Canales
Page 15: Solucion de Canales
Page 16: Solucion de Canales
Page 17: Solucion de Canales

Problema # 6

S= 0.0012

Secciòn Ai (m2) Pi (m) Ri (m) ni Ki Qi

1 34 19.472136 1.74608477 0.028 1760.75029 60.9941792

2 92 27.4164079 3.35565478 0.032 6444.00743 223.226965

3 19 11.6055513 1.63714756 0.15 175.949306 6.09506277

Q total 290.316207 m3/s

290.31621

Determinar el caudal que pasa por un río, siendo la S = 1.2 ‰, en el canal lateral derecho han crecido sauces rectos y densos, el canal lateral izquierdo está compuesta de gravas redondeadas pequeñas (n=0.028) y el canal central contiene gravas redondeadas grandes (n=0.032).

4m 15m 6m 10m 6m 8m 3m

3m

2m

3m

2m

Page 18: Solucion de Canales

sauces densos en verano 0.151 2 4

b 19 22 11y 2 5 2z 2 2 2

Determinar el caudal que pasa por un río, siendo la S = 1.2 ‰, en el canal lateral derecho han crecido sauces rectos y densos, el canal lateral izquierdo está compuesta de gravas redondeadas pequeñas (n=0.028)

Page 19: Solucion de Canales