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Diseño rejilla lateral

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EJERCICIO
Diseñar la rejilla lateral en la cual se desea
captar un caudal de estiaje de Q = 3.1 m3/s
P1 = 1.3 m
H= 0.75 m
z= 0.10
P2 = 1.5 m
k=0.87
Diseño rejilla lateral
Z= diferencia de elevación de las superficies de
aguas arribas y debajo .
Hn= elevación del agua sobre la cresta.
y2= elevación sobre el fondo, aguas abajo.
g
PH
H
PH
H
Mo 2
1
285,01
1
045,0
407,0
2



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
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Según Konovalov:
DISEÑO DE LA REJILLA
947.1Mo
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3.175.0
75.0
285,01
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Mo= Coeficiente de vertedero
Corrección por sumersión
mHn 65.0
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Según Bazin:
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Según Bazin:
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Diseño rejilla lateral

  • 1. EJERCICIO Diseñar la rejilla lateral en la cual se desea captar un caudal de estiaje de Q = 3.1 m3/s P1 = 1.3 m H= 0.75 m z= 0.10 P2 = 1.5 m k=0.87
  • 3. Z= diferencia de elevación de las superficies de aguas arribas y debajo . Hn= elevación del agua sobre la cresta. y2= elevación sobre el fondo, aguas abajo.
  • 4. g PH H PH H Mo 2 1 285,01 1 045,0 407,0 2                      Según Konovalov: DISEÑO DE LA REJILLA 947.1Mo 81.9*2 3.175.0 75.0 285,01 3.175.0 75.0*045,0 407,0 2                     Mo Mo= Coeficiente de vertedero
  • 5. Corrección por sumersión mHn 65.0 945.1Mo                     2 1 55,01 0133,0 794,1 PH H H Mo Según Bazin:                     2 3.175.0 75.0 55,01 75.0 0133,0 794,1Mo 10.075.0 Hn
  • 7. Debido a la contracción lateral producida por los barrotes, se toma un coeficiente adicional de pérdida: k COEFICIENTE DE PERDIDA DE LA REJILLA 0.7 - 0.95 87.0k 531.0s 385,02/3 75.0 65.0 1               s
  • 8. Para considerar sumergido el vertedero, deben cumplirse las condiciones: CÁLCULO DE LA REJILLA EI ancho libre necesario para la reja se obtiene con la siguiente fórmula: 5.195.1  ok ok 5.165.03.1  7.0)5.1/1.0( 
  • 9. mb mb 5 838.4   2/3 75.0*945.1*5829.0*87.0 1.3 b Número de espacios entre barrotes: 03.0 5 n 167n Se toma una separación entre barrotes igual a 0,03 m y un ancho de barrotes de 0,015 m. S= 0.5829, Mo= 1.945
  • 10. El número de barrotes: El ancho de la reja es: Chequeo de caudal de entrada en rejilla: 1661167  mB 50.7 smQ /20.3 3  )015.0*166(5B 2/3 75.0*5*945.1*5829.0*87.0Q
  • 11. Para un diseño conservador: % DE OBTURACION 10% - 40% %20 mb 6' )5(2.05' b Número de espacios entre barrotes: 03.0 6 n 200n
  • 12. El número de barrotes: El ancho total de la reja Chequeo de caudal 1991200  mB 9' smQ /8.3 3  )015.0*199(6' B 2/3 75.0*6*954.1*5829.0*87.0Q
  • 13. Vc Vr InvCos' Cálculo del ángulo de inclinación de la reja respecto a la corriente del río. 5.12 La velocidad del río sm ma A Q Vr  10maQ smVr /218.0 46 1   Asm Vc 46 10 Vr 4.77' 00 4.7790  Caudal medio anual (dato) Area sección mojada (dato) Veloc. Pasa por reja (dato)
  • 14. Realizar el diseño del desripiador. Los datos son los siguientes: mHn 65.0 mP 5.12  mz 10.0 mP 1.13  smQ /38.3 mB 9'
  • 16. DISEÑO DEL DESRIPIADOR Según Bazin: 906.1Mo                     2 5.165.0 75.0 55,01 65.0 0133,0 794,1Mo
  • 17. Corrección por sumersión mHn 55.0' 912.1Mo Según Konovalov: g PHn Hn PHn Hn Mo 2 2 285,01 2 045,0 407,0 2                      )81.9(2 5.165.0 65.0 285,01 5.165.0 )65.0(045,0 407,0 2                     Mo 10.065.0' Hn
  • 19. EI caudal mayorado es el que se calculó en el chequeo de caudal. mb 06.7 2/3 65.0*906.1*619.0*87.0 8.3 b EI vertedero de salida: VERTEDERO
  • 20. Cálculo del largo del desripiador También el largo del desripiador se calcula en función del resalto sumergido: Se calcula el calado contraído al pie del azud - Según Bernoulli mL 37.4 5.12tan2 06.79  L
  • 22. 95.0'k k' 0.95 0.85 Para azud con compuertas sobre la cresta. 1 0.9 Para azud sin compuertas Altura desde el pie del vertedero hasta la superficie del nivel aguas arriba. mTo 25.2 10.065.05.1 To
  • 24. d0 con 0 d1 con 0.06689239 d2 con 0.06790948 CONTINUAR d3 con 0.06792531 CONTINUAR d4 con 0.06792555 OK d5 con 0.06792556 OK md 0679.01 Se calcula la profundidad o calado conjugado:
  • 25. Longitud del resalto Para que el resalto alcance a formarse, necesita de una cierta longitud que es la que se debe dar al zampeado o cajón amortiguador según el caso. Según Pavlovski: )9.1(5.2 12 ddL  md 698.02  mL 147.3 )1) )0679.0(81.9 )422.0(8 (1( 2 0679.0 3 2 2 d )0679.0)698.0(9.1(5.2 L nHPd  22 Finalmente se debe chequear que: 65.05.12 d
  • 26. Según Bakhmetev: )(5 12 yyL  mL 152.3 Según Safranetz: 25.4 dL  mL 142.3 )698.0(5.4L )0679.0698.0(5 L
  • 27. CÁLCULOTRANSICION DESRIPIADOR – CANAL AL DESARENADOR Lrc 12,5º Transición Canal LONG.TRANSICION
  • 29. A la salida de la transición se tiene los siguientes elementos geométricos: d2 b 0m 015.0n %2J md 652.02  8/3 22/1 3/2 )0102)(02.0( )2)(8.3(015.0          d
  • 30. mb 304.12  2 2 851.0 mA  mP 609.22  326.02 R smV /466.42  )652.0(2b )652.0(304.12 A ))652.0(2(304.12 P 609.2 851.0 2 R 851.0 8.3 2 V 222 2dbP 
  • 31. Cálculo de la longitud de la transición Al comienzo de la transición. mL 98.12 md 12.01  No es posible porque es muy pequeño 5.12tan2 304.106.7  L 06.7 851.0 1 d
  • 32. Carga de velocidad. 318.3  E smV /25.01 )65.05.1(06.7 8.3 1  V )81.9(2 25.0 2 
  • 33. El calado al comienzo de la transición no puede ser menor que Velocidad de aproximación del vertedero al inicio de la transición. Carga de velocidad. md 752.11  smV /307.01  381.4  E 1.1652.01 d )752.1(06.7 8.3 1 V )81.9(2 307.0 2 
  • 34. Pérdida en la superficie del agua. Tipo de transición C En curva 0.10 Con cuadrante de círculo 0.15 Recta 0.303156.1Z Cálculo de Hf 012.1fh )81.9(2 307.0466.4 22  fh 012.1)30.01( Z
  • 35. CÁLCULO DE LA COMPUERTA DE LAVADO DEL DESRIPIADOR
  • 36. Para eliminar las piedras que se depositan en el fondo del desripiador, debe dejarse una compuerta que conecte con el canal de desfogue. El canal debe tener una gradiente suficiente para conseguir una velocidad de lavado alta y que sea capaz de arrastrar todas las piedras.
  • 37. Para eliminar las piedras que se depositan en el fondo del desripiador, debe dejarse una compuerta que conecte con el canal de desfogue. El canal debe tener una gradiente suficiente para conseguir una velocidad de lavado alta y que sea capaz de arrastrar todas las piedras. La velocidad del agua no debe ser inferior a 2 m/s. para que pueda arrastrar los sedimentos.
  • 38. Las compuertas son un caso de orificios grandes, es decir, aquellas en las que la dimensión vertical “a” es despreciable, comparada con la carga H. Generalmente se consideran como tales aquellas en las que esta relación 1.0 H a En este caso la carga en distintos puntos de la sección del orificio es diferente y no se puede admitir la suposición de la igualdad de velocidades tal como se hace en los orificios, por lo que consideramos flujo bajo compuertas.
  • 39. ))((2 aehgbaekQ da  g V Hhda 2 2  Por simplicidad de cálculo se utilizan fórmulas aproximadas para las compuertas cuya forma es igual que para orificios. Donde: K - coeficiente de velocidad (0.95 a 0.97). e - coeficiente en función de las alturas de carga y de paso del agua (e = a/H). a - altura de paso de agua de la compuerta, (m). b - ancho de la compuerta, (m). hda - altura de agua tras la compuerta, (m).
  • 40. • Cálculo de la sección del canal de desfogue. 6.7QL )8.3(2QL md 845.02  8/3 22/1 3/2 )0102)(02.0( )2)(6.7(015.0          d QL=caudal limpieza
  • 41. 6915.1b 43.1A ))845.0(2(6915.1 P )845.0(2b )845.0(6915.1A 79.2P 422.0R 31.5V 79.2 43.1 R 43.1 6.7 V
  • 42. ))( 2 (2 2 ae g V HgbaekQ  )(2 0 hzHgbaekQ  •Cálculo y diseño de la compuerta Para compuerta libre Para compuerta sumergida.
  • 43. Cálculo y diseño de la compuerta. k'' 0.95 0.85 Para azud con compuertas sobre la cresta. 1 0.9 Para azud sin compuertas 95.0"k 7.1a 5.2Hcomp 0V Se considera la compuerta cerrada 68.0/ Hcompa 1.068.0  Datos asumidos: a, y Hcomp. La compuerta no trabaja sumergida Para nuestro caso adoptamos :
  • 44. El coeficiente e se determina de acuerdo a la tabla siguiente: a/H e a/H e 0.00 0.611 0.55 0.650 0.10 0.615 0.60 0.660 0.15 0.618 0.65 0.675 0.20 0.620 0.70 0.690 0.25 0.622 0.75 0.705 0.30 0.625 0.80 0.720 0.35 0.628 0.85 0.745 0.40 0.630 0.90 0.780 0.45 0.638 0.95 0.835 0.50 0.645 1.00 1.000
  • 45. Para compuerta libre ))( 2 (2'' 2 ae g V HcompgbaekQ  57.9Q Q tiene que ser mayor a QL Con la relación de a / Hcomp se interpola para encontrar el valor de e 684.0e ))7.1684.0(5.2)(81.9(26915.17.1684.095.0 Q 6.757.9 
  • 46. REGULACIÓN DE LA CRECIENTE Cerca de una toma vivirá un guardián quien tendrá instrucciones para cerrar la compuerta de admisión en época de crecientes, sin embargo, la creciente puede ocurrir durante la noche o ser demasiado rápida y no dar tiempo al guardián para que haga algo. Por esto, para la seguridad del canal, toda toma debe diseñarse en tal forma que pueda por si sola permitir el paso de la creciente máxima sin sufrir ningún daño.
  • 47. Se acepta que en creciente el canal trabajará con una cierta sobrecarga, entre el 10% y el 20% del caudal de diseño y se calcula el calado correspondiente. 79.60 79.50 79.40 79.10 0.50 0.40 0.40 79.10 0.30 0.60 0.60 78.80 0.30 0.80 78.50 78.30 0.2% ESQUEMA H= P= z=0.1 z=0.1 Hn= P1= Y1= h = hn= Y2=
  • 48. 2 3 2 oHgmbQ  3 2 2          gmb Q Ho mHo 92.1 81.9200.745.0 00.37 3 2                         2 55.011 PH H m o o Q crecida = 37.00 m3/s. b = 7.00 m (impuesto de la topografía del terreno) m = 0.45 (pagina 90, Manual de cálculos hidráulicos de Kiseliov. Moscu - 1961)
  • 49. EJERCICIO smQcrecida /11 3  mbrio 6 45.0m 3.1Pa 946.0Ho3/2 ) )81.9(2645.0 11 (  Ho Impuesto topografía del terreno (pagina 90, Manual de cálculos hidráulicos de Kiseliov. Moscu - 1961) 2 3 2 oHgmbQ 
  • 50. mH 889.0 Despejar de la ecuación anterior H   3/2 2 )81.9(26 3.1946.0 946.0 55.01 11                               H 2 3 2 ` 0 ` 0 *255.01 Hgb PH H mQ                   Altura de agua sobre cresta