Problemas De Disipadores De Energia -ramirez Leyva

EJERCICIOS DE DISIPADORES DE ENERGIA PROBLEMA 01 www.civilgeeks.com pag 366 En la figura se indica el perfil de un canal rectangular que descarga transversalmente a un rio, siendo: q = 6 m3/seg; d1=0.50 m.

Datos: q = 6 m3/seg d1= 0.50 m

a) Calcule d2 y hf 1-2 si se presenta un salto hidráulico claro, dimensione el tanque amortiguador. b) Determine d1 para que el salto tenga un ahogamiento de 20%.

g = q = 6 9.81 d = 0.5 a) Cálculo de la velocidad aplicando la ecuación de continuidad, considerando que el gasto: Solución:

v= q/d

v=

12 m/seg

Cálculo del número de Froude: 5.41828369 Cálculo del salto hidráulico o tirante conjugado mayor “d2”: 3.59 m

Cálculo de la pérdida de carga por fricción :

hf 1-2 =

hf 1-2=((3.59−0.5))^^3)/(4∗ 0.5∗ 3.59) 4.11 m

b) Determinación del tirante d1 para que el salto tenga un 20 % de ahogamiento:

d"2= 1.2 d2

2.99166667

0.67

Cálculo de la longitud del tanque amortiguador aplicando la expresión de Smetana: 18.54 por lo tanto

Long =

18.54 m

PROBLEMA 03

modulo hidraulica

Determinar las caracteristicas del colchon amortiguador de un vertedero lateral del canal de la figura adjunta, donde el caudal máximo es de 6.5 m3/seg

Datos:

Caudal de vertimiento Carga sobre el vertedor Longiud del vertedero Coeficiente de descarga

Q = h = L = μ =

6.5 0.5 8 0.79

m3/s m m

SOLUCION 1)      Según Domínguez (3) Pág.521, la velocidad frente al vertedero,

normalmente debe ser tranquila, por lo tanto, despreciando la velocidad, se tendrá en el Punto 1 una carga total de 2.00 m y estableciendo Balance de Energía entre 1 y 2, se tendrá:

Resolviendo por tanteos resulta:

Y2= 0.141

Comprobacion del iteración 2 Calculo de la del área: A = by = 8*0.137 =

1.128 m2

Calculo de la velocidad : V2 = Q/A =

5.76 m/s

Calculo del nº Froude F=V2/(gy)ˆ1/2 =

4.90

Conjugado mayor Y3 Y3 =

0.91 m

Longitud del colchon Lr =

4.61 m =

Profundidad del colchón Yc = 0.41 m P1 = 0.57 m P2 = 0.50 m Para mayor seguridad escogemos 0.60 m

5m

=

2.003

m

DATOS: Q = A =

182.74 m3/s 9.15 m2

Calculo de la velocidad : V=Q/A =

19.9715847

m/s

=

15.0429407 m

5.01431358 m

2.84755603

A1 =

5.01

m2

36.4750499 m/s

34.4412454 m

5.28=L/d2

L=5.28*Y2 www.civilgeeks.com

L pag 387

=

181.849776 m

Comprobación de resultados Conversiones 1pie = 0.3008 m 1pie2 = 0.09048064 m2 1pie3 = 0.02721658 m3 1pulg = 0.0254 m Caudal y altura Q = h =

150 pcs 30 pies

= =

4.08248648 m3/s 9.024 m

12.5 pie2

=

1.131008 m

Area A=Q/V =

Diametro de tubería 48 pulg A= 48 pulg=

12.57 pie2

=

1.13734164 m2

=

13.514144 m/s

Velocidad Teorica V =

43.93 f

3.42 f2

=

Area: A=Q/V=

calculo de "d" d =

0.54962706 m

Nuemero de Frude F=

5.81995981

0.3020899 m2

Ir a tabla

W=

4.16100866 m

W=14pies x3 pulg w=4.16 x0.0762m W= 4.2x0.10 m

PROBLEMA 04 www.civilgeeks.com pag 440 Se produce un resalto hidráulico en un canal rectangular de 15 f de ancho con una pendiente de 0.005 que lleva un caudal de 200 f3/seg. la profundidad del resalto es de 4.5 f. Hallar a). La profundidad antes del resalto, b). Calcular las pérdidas de energía y potencia originadas por el salto.

b= d2= Q= g=

Cálculo del gasto unitario (q): 13.3333333

pies

Cálculo del tirante conjugado menor (d1):

Resolviendo la ecuación 1 por tanteo, se tiene suponiendo un d1=

Por lo tanto el tirante supuesto es correcto. Cálculo de la pérdida de carga por fricción: 7.27 f Cálculo del área en la sección 1: 7.38 f2

0.492 f

15 4.5 200 32.2

Cálculo del área en la sección 2: 67.5 f2 Cálculo de la velocidad en las secciones 1 y 2: 27.100271

2.96296296 Cálculo de la potencia del salto: 164.962909 hp

f f f3/seg f/seg2

problema 05 Pasando bajo una compuerta, el agua se dirige a un tanque disipador con velocidad V1=25.93 m/seg. y el d1=1.71 m, calcular la altura conjugada del salto (d2), la longitud del tanque para contenerlo y la eficiencia del tanque para disipar la energía. Datos: V1=25.93 m/s, d1=1.71 m, calcular: a) d2=? , b)L=? y c) eficiencia=?

datos v1 = d1 =

Calculo del gasto unitario (q). 44.3403

m3/s

Cálculo de salto hidráulico d2.

d2 =

14.475 m

Determinación del número de Froude: 6.33096566 >1 Con este valor entramos en la tabla 3.1 y obtenemos que para No. Fr. =6.3 tendremos L/d2=6.1.

88.2975 m

25.93 m/s 1.71 m/s

Cálculo de hf: 0.13 Determinación de la Energía específica: 34.24 m 35.95 Determinación de la energía especifica en el punto 2: 3.06323316 m 0.47825675 m 14.9532567 m 0.41594595

41.5945946 %