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• Horacio Calizaya Gutierrez

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Para el calculo de la obra de toma suponemos que el caudal minimo en estiaje del rio es igual al caudal de diseño o caudal maximo diario para asegurar la dotacion a la poblacion aun en la epoca mas seca. Qd = 0.319 [m^3/s] Como no se dispone de una seccion transversal de rio que nos permita determinar el nivel de aguas en el rio asumimos una altura de azud de 1.5 m. Altura del azud = Cota de la base del azud =

1.5 459.00

[m] [m] A

Cot.A= 460.5 [msnm]

P= 1.5

Pared de hormigón a)

CÁLCULO DE LA REJILLA DE ENTRADA: Usando la formula para un Vertedero con descarga libre, despejamos b y asumimos una H. Obtenemos la siguiente formula: Qd= 0.3186 [m^3/s] Qmax d Donde: M= 1.67 b = 3 H= 0.40 [m] Valor asumido M *H 2 De donde:

b=

0.754

[m]

o Espacio entre barras (e): # Espacios

=

b e

Ø: diametro de las barras e: ancho de cada abertura

De donde se adoptará:

Ø= 0.5 [plg]= 0.0127 [m] e= 0.050 [m]

Reemplazando: # Espacios= 15.08 Se adopta:

# esp=

16

espacios

#b=

15

barras

o Número de barras (#b): # Barras = # Espacios - 1

0.05

Ø=0.5 pul

460.50 A

Lt= (#esp * e) + (# b *Ø) Lt = 0.991 [m]

0.4 Lt = 99.1 [cm]

460.10 B

h= 0.40 [m]

0.991 o Pérdidas en el orifio o en la rejilla: hf = K *

V2 2*g

Donde:

Qd= 0.319 [m^3/s] Aneta = # esp * e * H= 0.320 [m^2]

Asumiendo el valor de "K"

K= 0.70

V =

V=

Entonces:

hf1=

Entonces:

Cot.C=

Q maxd A NETA 1.0

[m/s]

0.035

[m]

o Determinación de la cota Cot.C: Cot. C = Cot.A - hf1

460.465

[msnm]

b)

CÁLCULO DEL VERTEDERO SUMERGIDO:

Qd = M * b * H

3

2

b = * Cc

Q max d M *H

Entonces:

3

2

* Cc

Donde asumimos los siguientes valores según las características del vertedero: M = 1.67 Cc= 0.85 H = 0.40 [m]

Por lo tanto:

Reemplazando valores: b= 0.89 [m]

460.465 C Vertedero sumergido

De donde sus dimensiones serán: 0.40 m.

460.065 0.9 m.

D

o Perdidas de carga en el vertedero sumergido: hf = K *

V2 2*g

Donde:

V =

Q maxd A NETA

Qd= 0.3186 [m^3/s] Aneta= b * H= 0.3548 [m^2] Asumiendo el valor de "K"

V=

K= 0.70

Entonces:

0.898

hf2=

[m/s]

0.0288

o Determinacion de la cota Cot.F: Cot. F = Cot.C - hf2

Entonces:

Cot.F=

460.4358

[msnm]

[m]

c)

CÁLCULO DE LA COMPUERTA DE ADMISIÓN: Calcularemos con la fórmula: Qmax d = M * b * H

De donde:

3

Qd= 0.3186 [m^3/s] M= 1.67 H= 0.40 [m]

2

Donde: Q max d

b =

M *H

3

b= 0.750 [m]

2

Por lo tanto sus dimensiones serán: 460.4358 F Compuerta de admision

0.40

460.0358 G 0.750 o Perdidas de carga al pasar por la compuerta de admision: hf = K *

V2 2*g

Donde:

V =

Q maxd A NETA

Qd= 0.3186 [m^3/s] Aneta= b * H= 0.3000 [m^2] Asumiendo el valor de "K"

V=

K= 0.70

Entonces:

[m/s]

1.062

hf3=

0.0402

o Determinacion de la cota Cot.H: Cot. H = Cot.F - hf3

Entonces:

Cot.H=

460.3956

[msnm]

[m]

d)

CÁLCULO DEL VERTEDERO DE EXCEDENCIAS: o Determinación del Caudal excedente debido a las crecidas: Debido a que desconocemos el Qmax del rio y el nivel maximo de aguas asumimos que H' se eleva 0.2 m por sobre el nivel de la rejilla de entrada El vertedero se diseña con el caudal exedente:

Qexc=Qmax-Qdiseñ

Debido a que la rejilla de entrada trabaja como orificio: C= A= H= H'=

Donde:

Q max = C * A * 2 * g * h

0.61 0.320 [m^2] 0.40 [m] 0.20 [m] =

Altura de la rejilla Tirante máximo del rio (Adoptado)

h=H/2+H'

h=

0.4

[m]

Entonces: Qmax= 0.547 [m^3/s] Qdis= 0.319 [m^3/s]

Por lo tanto : Q exc= 0.228 m3/s

o Dimensionamiento del vertedero de excedencias: Qexc

b=

= M *b * H

M *H

Usamos la formula del vertedero

2

Donde:

Qexc 3

3

2

Donde se tiene :

Q exc= 0.228 [m^3/s] M= 1.67 H= 0.40 [m]

b'= 0.54 [m]

Por uniformidad

460.836 Vertedero de excedencias

0.40 460.436

0.40

460.436 0.54

Compuerta de admision

460.036

460.0

0.75 f)

DISEÑO DE COMPUERTA DE PURGA: Valores asumidos: H=P - h' / 2

h'= 0.40

[m]

H= 1.30

[m]

H= 1.3 Entonces:

P= 1.50

Qd=C*A*(2*g*h)^1/2 0.40

Qd=C*H*b*(2*g*h)^1/2

Remplazando valores y despejando la base tenemos: Qd= h'= C= H=

0.3186 [m^3/s] 0.40 [m] 0.61 1.30

Reemplazando valores: Por lo tanto:

b=

0.26 [m]

459.4 K Dimensiones finales y cotas de la compuerta de purga

0.40 459.0 J 0.26

e)

CÁLCULO DE LA LONGITUD DE LA TRANSICIÓN: La transicion se la realizara de la compuerta de admision hacia una tuberia de la linea de aduccion cuyo diametro sera calculado previamente Se tiene:

b b' − Lt = 2 2 Tang (θ )

b= 0.750 [m] b'= 0.356 [m] θ = 12.50 [grad] Reemplazando valores se tiene:

Ø

b= 0.75

0.356

Lt=0.8895 m

Lt=

0.89

[m]