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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO – PUNO
FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA
TRABAJO ENCARGADO
RESOLUCION DE EJERCICIOS DE CANALES ABIERTOS
CURSO
HIDRAULICA I
DOCENTE:
ING. AUDBERTO MILLONES CHAFLOQUE
PRESENTADO POR:
INQUILLA SUCAPUCA, Edwin Aníba!!!!!!"#$%&' AROHUANCAC CHIPANA, (í)*+ Ra-!!!!!"#"#& LEON HUALLPA Ed/a F01!!!!!!!!!!!!! $%$'& SACACHIPANA MAMANI, Ui0 H+a)i+ !!""&2%#
Fan3 L4i5 H4a6an C)+1a!!!!!!!!!!!!!!!!!!! CALSIN 7APANA J4di*8 (ann05a!!!!!!!!"$%%9%
SEMESTRE: (I
PUNO PER
#$"&
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1.-Dado un canal trapecial con un ancho de plantilla de 3m, con talud (m)
1.5:1, una pendiente longitudinal S0 = 0.0016 y aun coeiciente de rugo!idad
de n = 0.013, calcular el ga!to !i el tirante normal = ".60m.
D#$%S: dn = y = ".6m &n = 3m !0 = 0.0016 n = 0.013 m = ' =1.5:1
S%*+%+. $%D% ##+$+*%.
1/allamo! l 2rea del canal: ante! hallaremo! 4 ue e! el ancho !upericial del
canal.
tanα = 1
1.5=
2.6
x
Dnde: 7= 3.8m
9or lo tanto 4= 3.83.83 = 10.;m
uego el 2rea !er2:
A=( (B+b)2 ) y
A=( (10.8+3)2 )2.6
A=17.94 m2
3 xx
.
.b=3m
Y=
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"/ allamo! el perelocidad:
V m=Q A=
71
17.94=3.96m / seg
++.S%*+% 9%? *##S.
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1/colocamo! lo! dato! en el programa
"/ luego pa!amo! a calcular, pre!ionando el &otn calcular de e!te programa.
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Donde el ga!to !era: @ = A0.A1m3B!
".- *alcular e ga!to ue circula por un canal de !eccin trapecial con lo! dato!
!iguiente!: #ncho de plantilla o &a!e &= 10t, tirante normal d n= ;.5t, pendientelongitudinal So= 0.0016, coeiciente de rugo!idad n= 0.013 y talud m=1.5:1.
Dato!:
dn = y= ;.5pie! ".58m &= 10pie! 3.05 So= 0.0016 n=0.013 m= 1.5:1
S%*+%
+.$%D% ##+$+*%.
1/primero hallaremo! el ancho !upericial (4):
10f
. 8.5ft
xx
10ft
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tan∝= 1
1.5=
2.59
x
9or lo tanto 7= 3.;8m
"/ hallaremo! el 2rea del canal trape'oidal.
Area=( B+b2 ) y
Área=( 3.05+10.832 )2.59
Área=17.97 m2
3/luego hallaremo! el per
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Q= 1
0.013(1.45 )
2
3 (0.0016 )1
2 (17.97)
m3/¿s
Q=70.83 ¿
@ue conCertido en pie! !er2: @= "501 pie!3 B!
++.?S%*+% 9%? *##S:
1/9rimero colocamo! lo! dato! en dicho programa:
"/ luego pa!amo! a calcular, pre!ionando el &otn calcular de e!te programa.
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De donde lo! re!ultado! conCertido! en pie! !er2n:
• @ = A0.; m3 B! ";8 pie!3B!
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3. *alcular la tirante normal del luo de una alcantarilla de 36 pulgada! de di2metro
con!truida con una S = 0.0016 con n=0.015 ue tran!porta un ga!to de "0
pie!3B!eg. #plicando el mtodo gr2ico.
D#$%S:
Q=20 pies3
seg
D=36 pulg=3 pies
S0=0.0016
n=0.015
S%*+%:
#9+*#D% # E%?# S+S$# +FS
*#*+% D #+F
7pre!in para el !i!tema ingle!
C =1.48 R1 /6
n … … … … … … … … … … .(1)
Su!tituyendo el Calor de G*H de anning en la ecuacin de *he'y para calcular la
Celocidad !e tiene:
V =C √ S R … … … … … … … … … … … . (2) cuacin de *he'y
Su!tituyendo en la ecuacin de *he'y, !e tiene: (1) en (")
V =C √ SR=1.48 R1 /6
n √ SR=
1.48 R1/6+1 /2
n S1 /2=
1.486 R2/3
n S1 /2
V =1.486
n R2/3
S1/2
cuacin del caudal:
Q=VA………………………….(3)
?eempla'ando la ecuacin de anning para determinar la Celocidad en la ecuacin
de *audal
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Q=1.486
n R2 /3 S1 /2 A
Di!tri&uyendo lo! Calore! para la ecuacin de anning:
Qn1,486 S1 /2
= A R2 /3
?eempla'ando lo! dato!:
(20)(0.015)
1,486 (0.0016)1/2= A R2/3
0.30
0.0594= A R2 /3
5.04= A R2/3
*on el Calor 5.0 entramo! a la curCa A R2/3
y al tocarla !e tra'a una hori'ontal a la
i'uierda donde !e leer2 el Calor del tirante normal.
dn=2.16 pies
5.04
9or lo tanto el 2rea &ale:
A= π D2
4 A=
π (3 )2
4
A=7.06 pies2
9ara el per
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?adio hidr2ulico:
R= A P
R=7.06 pies2
9.42 pies
R=0.749 pies
allado la Celocidad normal
cuacin del caudal de!peado la Celocidad V =Q A
V =20 pies3 /seg
7.06 pies2
V =2.833 piesseg
De acuerdo con lo! dato! e!timado! !e puede reali'ar lo! c2lculo! del pro&lema
mediante programa *##S
Donde lo! re!ultado! e!ta dado! en el !i!tema internacional pue!to ue en el
pro&lema !e e!tuCo maneando el S+S$# +FS
%$?% 9?%F?## 9#?# # S%*+% D 9?%4#
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4. na alcantarilla de 3 pie! de di2metro, con una pendiente longitudinal de 0.0016,
calcular el tirante normal del luo para un gato de 15 pie!3B!eg. 9or el mtodo gr2ico.
D#$%S:
Q=15 pies3
seg
D=36 pulg=3 pies
S0=0.0016
n=0.015
S%*+%:
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#9+*#D% # E%?# S+S$# +FS
*#*+% D #+F
7pre!in para el !i!tema ingle!
C =1.48 R1 /6
n … … … … … … … … … … .(1)
Su!tituyendo el Calor de G*H de anning en la ecuacin de *he'y para calcular la
Celocidad !e tiene:
V =C √ S R … … … … … … … … … … … . (2) cuacin de *he'y
Su!tituyendo en la ecuacin de *he'y, !e tiene: (1) en (")
V =C √ SR=1.48 R1 /6
n √ SR=
1.48 R1/6+1 /2
n S1 /2=
1.486 R2/3
n S1 /2
V =1.486
n R2 /3 S1 /2
cuacin del caudal:
Q=VA………………………….(3)
?eempla'ando la ecuacin de anning para determinar la Celocidad en la ecuacinde *audal
Q=1.486
n R2 /3 S1 /2 A
Di!tri&uyendo lo! Calore! para la ecuacin de anning:
Qn
1,486 S1 /2= A R2 /3
?eempla'ando lo! dato!:
(15)(0.015)
1,486 (0.0016)1/2= A R2/3
0.225
0.0594= A R2 /3
3.78= A R2 /3
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*on el Calor 5.0 entramo! a la curCa A R2/3
y al tocarla !e tra'a una hori'ontal a la
i'uierda donde !e leer2 el Calor del tirante normal.
dn=1.7 pies
3.A;
9or lo tanto el 2rea &ale:
A= π D2
4 A=
π (3)2
4
A=7.06 pies2
9ara el per
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V =15 pies3 /seg
7.06 pies2
V =2.13 piesseg
De acuerdo con lo! dato! e!timado! !e puede reali'ar lo! c2lculo! del pro&lema
mediante programa *##S
Donde lo! re!ultado! e!ta dado! en el !i!tema internacional pue!to ue en el
pro&lema !e e!tuCo maneando el S+S$# +FS
%$?% 9?%F?## 9#?# # S%*+% D 9?%4#
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5. Dado un canal trapecial con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5,1, una
pendiente longitudinal So = 0.0016 y un coeiciente de rugo!idad de n = 0.013, calcular
el ga!to !i el tirante normal = ".60 m y Icon ue Celocidad circula el luo de agua a
traC! del canalJ
DATOS:
Y = 2.6 m
B = 3 m
So = 0.0016
N = 0.013
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M = 1.5:1
SOLUCION:
Primero cac!amo" e #rea $i%r#!ica:
&"'a (orm!a )ie*e %e A = +, - B/2 +1
/ = 4/1 = = 4
B = 2 - , eema4amo" e* +1
A = +, -24 - ,/2
A = +4 - , A$ora reema4amo" )aore"
A= (3 )∗(2.6 )+(1.5 ) (2.6)2=7.8+10.14=17.94
A$ora cac!amo" e er7me'ro mo8a%o:
P
=
2a - , a=√ y2+ z2 y2 a= y √ 1+ z
2
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P=b+2 y √ 1+ z2 eema4a*%o )aore":
P=3+2 (2.6 )√ 1+1.52
P=12.37
L!e9o cac!amo" e a%io i%ra!ico:
R= A P=
17.94
12.37=1.45
Cac!amo" e ca!%a:
Q= A R2/3 S1 /2
n
17.94∗1.452
3∗¿0.00161
/2
0.013
Q=¿
Q=71m3/s
Por !'imo cac!amo" a )eoci%a%:
V =Q A= 71
17.94=3.96m/s
• &SOLUCION PO CANAL&S.
Da%o !* ca*a 'raecia co* !* a*c$o %e a*'ia %e 3 m; co* 'a!%
+m 1;5;1; !*a e*%ie*'e o*9i'!%i*a So = 0.0016 !* coe(icie*'e
%e r!9o"i%a% %e * = 0.013; cac!ar e 9a"'o "i e 'ira*'e *orma =
2.60 m
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Y = 2.6 m
B = 3 m
So = 0.0016
N = 0.013
M = 1.5.1
SOLUCION CON CANAL&S:
A,rimo" e ro9rama:
Coocamo" o" %a'o":
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De"!>" %e $a,er cooca%o o" %a'o" $acemo" cic e* CALCULA:
@i*ame*'e )emo" o" re"!'a%o":
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Q= A R2/3 S1 /2
n
Q=6.250.833
2/30.0015
1/2
0.012
E = 1.6 m3/"
Cac!a*%o a )eoci%a%:
= E/A = 1.6/6.25 = 2.5 m/"
CALCULAMOS &L MISMO &F&CICIO CON CANAL&S:
Primero a,rimo" e ro9rama:
Coocamo" o" %a'o":
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De"!>" %e $a,er cooca%o o" %a'o" $acemo" cic e* CALCULA:
@i*ame*'e )emo" o" re"!'a%o":
Area $i%r#!ica = 6.25 m2
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&"e8o %e a9!a = 2.5
Tio %e (!8o = "!,cri'ico
Per7me'ro mo8a%o = .5 m
eoci%a% = 2.5 m/"
Ca!%a = 1.6 m3/"
a%io $i%r#!ico = 0.33
A. n un canal trape'oidal de ancho de !olera 0,A m y talud K = 1, circula un caudal de
1,5 m3
s con una Celocidad de 0,;ms . *on!iderando un coeiciente de rugo!idad
de n = 0,0"5, calcularla pendiente del canal.
Dat!:
b = 0, m
9 = 1
= 1,5 m3
s
; = 0,8ms
# = 0,025
- = 7
-!%"$+
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A = 1,85 m2
p=b+2 y √ 1+! 2
-"t+t"'#! a%!&', ' t+'#':
p=0,7+2(1,0633)√ 2
p=3,7075
L"'(!:
R= 1,875
3,7075
R=0,5057 m
Ca%$"%! ' %a *'#+'#t' -:
-"t+t"'#! a%!&' '# %a '$"a$+
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;. allar el caudal de un canal de m27ima eiciencia hidr2ulica, !a&iendo ue el ancho
de !olera e! de 0,A m, el e!peo del agua 1,8 m, pendiente 0,001 y el coeiciente de
rugo!idad n = 0,0"5.
Dat!:
b = 0, m
T = = 1, m
- = 0,001
# = 0,025
= 7
-!%"$+
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D' %a &'%a$+!#' ('!mt&+$a, ' t+'#':
E*'! '% a("a:
$ =b+2!y
1,9=0,7+2!y
!y=0,6 @.. 1B
H&'a:
A=(b+2!y)
A=(0,7+0,6) y
A=1,3 y
D' %a f
-
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b y=2(√ 1+! 2−! ) @.. 3B
D
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. D+'Ja& %a '$$+ "# (at! ' 2.5m3, %a *'#+'#t' %a &aa#t' '% $a#a% ' ' 0.2MMM.
Solución:
• T'#'m! $!m! at!:
=2.5m3
-= 0.0002
#=0.01
9= 1
;max=1m
;m+#=0.m
Aplicamos la ecuación de Manning
=1# R23B-12BA
Qn
s1
2
= A r2
3
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0.0002¿¿
¿1
2¿
(2.5)(0.017)¿
0.0425
0.01414= A r
2
3 3= A r
2
3
C!m! ab'm! "' '% >&'a )+&>"%+$a ' "#a '$$+x+ma '/$+'#$+a R=d2
% *'&! a'm>
R= A p *!& %! ta#t! +("a%am!
y2 =
by+ y2
b+2.824 y 2b22=b2.822
2.82222b=0 b0.82=0
b=0.824y……….ecuac.. 1
"t+t"'#! 't' a%!& '# '# '% >&'a:
A=b2 = & A= 0.82B2=0.
A=0.8222 & A=1.822 @@.'$"a$. 2
"t+t"'#! a%!&' '# '% &a+! )+&>"%+$! R=" 2
3= Ar2
3 & 3=1.832B y
2
3
2
A=b2
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