Obras Hidráulicas

DEBER : CAIDAS

Grupo F

Ejercicio 1

Datos

B=15 m ∆ Z=6.30m

h=1.90 m

a) Caudal de diseño Utilizando la ecuación de Bernoulli se encuentra el tirante crítico dc.

z1+h1+v1

2

2 g=z2+h2+

v22

2g

z1+h=z2+dc+v2

2

2g

h=dc+v2

2

2 g ; dc=

3√ Q 2

g B2

h=dc+Q2

2 B2dc2g

h=dc+dc

3B2 g

2 B2dc2g

Obras Hidráulicas

h=1.5dc

dc=1.27m

Qdes=√(dc)des3gB2

Qdes=66.98m3

s

b) d1 Usando las correlaciones empíricas (Rand, 1955).

d1

∆ Z=0.54 ( dc∆ Z )

1.275

d1=∆Z (0.54 )( dc∆Z )1.275

d1=0.44m

c) LdUsando las correlaciones empíricas (Rand, 1955).

Ld∆ Z

=4.30( dc∆ Z )0.81

Ld=∆ Z (4.30)( d c∆ Z )0.81

Ld=7.40m

d) Energía residual Calculando la energía para d1 y d2

Hres1=E1=d1+( Qd1B

)2

2g

Hres1=5 .69m

P= ρgQH res

P=1000×9 .81×66 .98×5 .69

P=3737 415 .10W

Obras Hidráulicas

Hres2=E2=d2+( Qd2B

)2

2 g

Hres2=2 .98m

P= ρgQH res

P=1000×9 .81×66 .98×2 .98

P=1955904,27W

e) JHRLUsando las correlaciones empíricas (Rand, 1955).

d2

∆ Z=1.66 ( dc∆Z )

0.81

d2=∆Z (1.66)( dc∆ Z )0.81

d2=2.85m

Nivel = 20.05 m LR

f) Apron level JHRL= 20.05 m LRTWL= 19.55 m LR

d s=20.05−19.55=0.50m

Apron level = 16.70m LR

Ejercicio 2

Obras Hidráulicas

Datos

Q=60m3

s

l= 2.5 mh= 1.5 m B =51 m ∆ Z=7.5m

a) dc dc=

3√ Q 2

g B2

dc=0.521m

b) Nappe Flowdch

<0.89−0.4hl

0.5121.5

<0.89−0.41.52.5

0.34<0.65ok

c) H resH 1=z+h+

v2

2g

H 1=z+dc+Q2

2B2dc2g

Obras Hidráulicas

H 1=8.28m

∆ HH 1

=0.516

∆ H=0.516H 1

∆ H=4.273m

H res=H 1−∆ HH res=4m

d) Q=210m3

s

Si el caudal fuera de 210 m3/s el flujo ya no estaría en Nappe flow Regime ni

tampoco en el de Skimming flow Regime, lo cual nos indica que las condiciones de flujo no son las mismas que las consideradas por lo cual las fórmulas no serían válidas.

e) h min

Realizando las respectivas iteraciones se concluyó que para un caudal de 210 m3/s

la minina altura de los escalones para que el flujo este en el régimen napa es de 2.30 m.