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.