HIDRAULICA

Coriolis y Bussinesq

PROBLEMA N1

En la estacion de aforos AZPITIA del rio MALA.Calcular la velocidad media.Calcular la descarga total.Calcular la descarga por unidad de ancho.Estimar el coeficiente de distribucin de velocidad de Coriolis.Estimar el coeficiente de distribucin de velocidad de Boussinesq.

OBSERVACIONDISTANCIA(m)PROFUNDIDAD(m)VELOCIDAD MEDIA (en la vertical) (m/seg)

1Margen Derecha00.80210.52.20.8320.252.51.2441.52.550.98582.052.10.95695.81.81.27112.451.61.258143.051.251.19Margen Izquierda163.350.950.6

PtoDistanciaVmProfundidadProfundidad mediaDistancia mediaAreaVm2Vm3QA*Vm2A*Vm31000.86.03800000.1.55.2500000210.50.82.220.8030.640.51216.642513.31410.6512.2.354.87500000320.251.22.538.5171.441.72846.22062555.4647566.5577.2.52510.62500000441.50.982.5576.3810.96040.94119274.85362573.356552571.88942145.2.32520.27500000582.050.952.158.7800.90250.85737555.84129687553.049232031250.3967704297.1.956.87500000695.81.21.827.4591.441.72832.9512539.541547.4498.1.78.325000007112.451.251.636.8781.56251.95312546.09687557.6210937572.0263671875.1.42515.3000008143.051.11.2532.3901.211.33135.62939.191943.11109.1.110.15000009163.350.60.9510.4040.360.2166.242253.745352.24721.

TOTAL ()307.650314.477421875335.2843782812364.3295590672

Velocidad Media Total1.0221921725m/segCoriolis1.1087658361Bussinesq1.0430167854PROBLEMA N2

Se tienen las siguientes estructuras hidraulicas en un proyecto de riego por gravedad a una comunidad rural:

Reservorio de regulacin. H1 = 2.40m (Nivel de agua); B1 = 2.50mConducto cerrado de seccion rectangular de plantilla B3=2.50mAltura del conducto a3 = 1.60mUna compuerta de fonfo de seccion rectangular de base B=2.50m; con una abertura a = 1.44m.Un piezometro con una altura de carga h2 = 0.45m. justo en la zona de la vena contacta (seccion II) a2 = ? (Altura vena contracta)Una grada negativa de e1 = 0.60m.Si es el coeficiente de contraccin = 6/7 ; considerar: = 1.00, g = 10 m/segDeterminar: Altura vena contracta: a2 Velocidades medias en cada seccion: v1; v2; v3 Descargas unitarias en cada seccion: q1; q2; q3 Descarga: Q Perdida entre la seccion II seccion III : H 2-3 =? Dibujar la linea de Energia Total Dibujar la linea PiezometricasubcriticosupercriticosubcriticoPROBLEMA N3:

Es usted un diseador del Gobierno Regional Wari y deber justificar sus clculos que le permitan: Esquematizar LA LINEA DE ENERGIA TOTAL Y LA LINEA DE ENRGIA PIEZOMETRICA, si la cresta del vertedero ancho se localiza a a1 = 5.25m por encima del lecho del canal principal.El esquema representa un Sistema de Estructuras Hidrulicas de un proyecto Hidroelctrico en la sierra de Ayacucho:Un canal de Aproximacin de seccin RECTANGULAR, (seccin 1) con una plantilla B1= 18.00 mUn vertedero de cresta ancha donde se registra la descarga mxima, de seccin rectangular (seccin II); con una profundidad de agua sobre la cresta de h2 = 4.50m y una plantilla B2 = 10.00mUna grada negativa continuacin del vertedero, a2 = 1.5m, (seccin III)Un canal de entrega al reservorio de seccin RECTANGULAR, (seccin III) con una plantilla B3 = 20.00mCada Hidrulica Vertical a un Reservorio de Almacenamiento; cuyo nivel est a 5.00 por debajo del fondo del canal rectangular terminal.Considerar: g = 9.81m/seg2 ; 1 = 1.15 ;2 = 1.10 ;3 = 1.05Perdidas locales:DH1-2 = 0.05Kg-m/kg DH2-3 = 0.05 Kg-m/kgIIIIIIIIIIIIV4,50mh2h3h11,50m5,00m10 m20 m18mh2 =4.5a2 = z31.5DATOS :a4 = z25g =9.81m/seg H1-2 0.05Kg-m/KgB1 =181 =1.15 H2-3 0.05Kg-m/KgB2 =102 =1.1B3 =203 =1.05SOLUCION:SECCION IINF = 1h2 = hcV2=(g*hc)V2=6.6441704NF =V=1A2 = B2*h2A2 =45.0000E2 = (z2 + h2 + 2(V2)2/(2g))(g*hc)Q2 = V2*A2Q2 =298.988E2 = 11.975q2 = Q2/B2q2 =29.90SECCION INF < 1HI - H2 = 0,05h1 + 1(V1)2/(2g) = 0,05 + (z2 + h2 + 2(V2)2/(2g))h1 + 1(V1)2/(2g) =12.025POR CONTINUIDADQ1=Q2q1=Q2/B1q1 =16.61CALCULADO POR HPh1 + 1(V1)2/(2g) =h1 + 1(q1)2/(2g*h12) =h1 + 16,1718/h12 = 12,03h1` = -1.1091h1`` = 1.2231(q1)2/(2g)16.171875h1``` = 11.9Tomamos h1 = h1```, por ser sub-criticoV1 = Q1/(B1*h1)V1 = 1.395834h1 =11.9NF =V=0.13< 1Entonces esta bien, si cumpleQ1 =298.99(g*hc)E1 =h1 + 1(V1)2/(2g) E1 =12.01SECCION IIINF > 1H2-H3 = 0,05V3 = Q3/(B3*h3)14.95/h3H2 - 0,05 - ( z3 + h3 + 3V32/(2*g)) = 0,05V3 = 14,95/h311,975 -0,05 (1,5 + h3 + 3v32/2g) = 0,05CALCULADO POR HPh3` =-1.041581h3 + 3*14,94^2/(2*g*h32) = 10,375h3 + 12,44/h32 = 10,375h3`` =1.16201h3``` =10.25673*14,94^2/(2*g) = 12.44Tomamos h3 = h3``, por ser super-criticoV3 = Q3/(B3*h3)h3 =1.16201V3 = 12.8652077005Q3 =298.988NF =V=3.81> 1Si cumple(g*hc)E3 =z3 + h3 + 3(V3)2/(2g) E3 =11.5197698183E2 = (z2 + h2 + 2(V2)2/(2g))E2 = 11.975IIIIIIIVLINEA DE ENERGIA TOTAL1(V1)2/(2g) 2(V2)2/(2g)3V32/(2g)H1 =h1 + 1(V1)2/(2g) H1 =12.01H2 =z2 + h2 + 2(V2)2/(2g)H2 =11.98H3 =z3 + h3 + 3V32/(2g)H3 =11.524,50mh1h31,50m5,00m18m

0 10.5 20.5 41.5 82.5 95.8 112.45 143.05 163.35

h1=2.40 m

e1=0.60 m

a1=1.44 m

=6/7

h2=0.45 m

a2= ?

a3=1.60 m

SOLUCION:a2 =

Continuidad: Podemos decir: Energa 1 y 2Ecuacin de conservacin de Energa:

1 en 2

Hoja2

Hoja3