DISEÑO VERTEDERO PICO DE PATO

Datos del Canal:

Qmáx=12m3 /s

Qdis .=1.5m3/ s

S=0.003

b=4m

n=0.015

Cota=2800m.s .n.m .

Nomenclatura:

Qmáx .=Caudalmáximo(m 3s

)

Qdis .=Caudalde diseño(m3s

)

S=Pendiente (mm

)

b=Basedecanal (m)

n=Rugosidad

Z=Talud

Y=Tirante normal (m)

Yc .=Tirantecrítico (m)

Hd=Alturade aguasarriba (m)

V=Velocidad (ms)

Bl=Borde libre(m)

DESARROLLO:

1.- Cálculo de las propiedades hidráulicas del canal (Canal rectangular)

a.- Tirante normal de canal aguas arriba

Resolviendo con H Canales

Obtenemos el valor del calado normal del canal:

Y=0.2684m

b.- Velocidad del canal

V=QA

= Qb∗y

V= 1.54∗0.2684

=1.397m / s

c.- Tirante crítico

Yc= Q

√g∗b

Yc= 1.5

√9.81∗4=0.2429m

d.- Borde libre

Bl=√C∗Y

Bl=√0.76∗0.2684=0.45m

Este valor se asemeja mucho al de la tabla sin revestir pero para nuestro diseño adoptaremos el valor revestido que se indica en la tabla.

C 0,46 Q<0,57C 0,76 Q>0,57

Como nuestro caudal es mayor a 1 m3/s adoptamos el valor de 30 cm.

Bl=30cm=0.30m

e.- Altura de Agua

Hd=80 %∗B l

Hd= 80100

∗0 .30=0.24m

Esquema del Canal Rectangular

Datos para el diseño del vertedero pico de pato

L1=5.00m

h=0.24m(Valor obtenidodel cálculoanterior )

h2=0.30m(Valor obtenidodel cálculo anterior)

Hd=0.24m(Valor obtenidodel cálculoanterior )

C=1.87

∅=15 °(Varía entre10−15 °)

Nomenclatura

Vertedero

L1=Longitudde vertedero(m)

h=Alturade murosen vertedero(m)

h2=AlturaBl de vertedero(m)

C=Coeficiemte de tablas

Hd=Alturade agua(m)

∅=Angulode deflexiónen vertedero

a=Anhode lacresta del vertedero(m)

c=Longitud deentradaal vertedero(m)

Lv=Longitud devertedero(m)

Hd ´=Tirantedel vertedero (m)

Desarrollo:

Condiciones de diseño:

1.- La velocidad del vertedero debe ser mayor a V1, para evitar pérdidas de carga.

2.- Q vertedero < Q pasa por el vertedero.

Esquema del Vertedero Pico de Pato

DESARROLLO:

1.- Cálculo de los parámetros a, x, c, a/2 y ángulo verdadero a utilizar.

a.- Cálculo del ángulo (partimos de un ángulo impuesto para llegar al verdadero)

∅=15 °(Varía entre10−15 °)

Ángulo en radianes:

∅=π∗15 °180 °

=0.26 rad

b.- Cálculo de los parámetros a, x, c, a/2

tan (0.26 )= x1L

x1¿ L∗tan(0.26)

x1¿5.00∗tan (0.26 )=1.3m

L= sqrt {{L} ^ {2} + {x1} ^ {2}

L= sqrt {{5.00} ^ {2} + {1.3} ^ {2}} = 5.2

c.- Ancho de la Cresta

a=b−2∗x 1

a=4−(2∗1.3 )=1.4m

a2=1.4

2=0.70m

d.- Longitud de entrada al vertedero pico de pato

c=b−a

c=4.00−1.4=2.6m

Vista Frontal Vertedero Pico de Pato

2.- Longitud del vertedero

Lv=2 L+

Lv=(2∗5.2 )+1.4=11.7m

3.- Caudal del vertedero

Q=C∗L∗Hd3 /2

Q=1.87∗11.7∗0.2432=2.58m3/ s

Q=2.58m3s

>Qdis .=1.5m3s→NOREDISEÑO

4.- Velocidad de vertedero

V=Qdis .A

V= Qdis .Hd∗Lv

V= 1.50.24∗11.7

=0.50m /s

V=0.50ms<V 1=1.397

ms→NOREDISEÑO

Corte Vertedero Pico de Pato

5.- Cálculo de tirante de vertedero

Q=C∗L∗Hd3 /2

Hd ´=(Q pvertC∗L )

2/3

Hd ´=( 1.51.87∗11.7 )

2/3

=0.17m

6.- Comprobación de altura de muro

H 2=h+Y 2

H 2=0.20+0.17=0.37m

H 2=0.41m<Hcanal=0.50m→NOREDISEÑO

Cuadro de Cotas

Cuadro de Cotas

Cota A 2800,000 m.s.n.m.

Cota B 2800,243 m.s.n.m.

Cota C 2800,410 m.s.n.m.

Cota D 2800,300 m.s.n.m.

Cota E 2800,500 m.s.n.m.

Cota F 2799,700 m.s.n.m.