Diseño rejilla lateral

Diseño rejilla lateral

1. EJERCICIO
Diseñar la rejilla lateral en la cual se desea
captar un caudal de estiaje de Q = 3.1 m
3
/s
P
1 = 1.3 m
H= 0.75 m
z= 0.10
P
2 = 1.5 m
k=0.87

3. Z= diferencia de elevación de las superficies de
aguas arribas y debajo .
Hn= elevación del agua sobre la cresta.
y
2= elevación sobre el fondo, aguas abajo.

4. g
PH
H
PH
H
Mo 2
1
285,01
1
045,0
407,0
2























 Según Konovalov:
DISEÑO DE LA REJILLA 947.1Mo 81.9*2
3.175.0
75.0
285,01
3.175.0
75.0*045,0
407,0
2























Mo
Mo= Coeficiente de vertedero

5. Corrección por sumersión mHn65.0 945.1Mo 






















2
1
55,01
0133,0
794,1
PH
H
H
Mo
Según Bazin: 






















2
3.175.0
75.0
55,01
75.0
0133,0
794,1Mo 10.075.0Hn

6. 3
2
2,0105,1
H
z
P
Hn
s






 Según Bazin: 385,0
2/3
1















H
Hn
s
Según Villemonte: 5829.0s 3
75.0
1.0
5.1
65.0
2,0105,1






s

7. Debido a la contracción lateral producida por los barrotes, se toma un
coeficiente adicional de pérdida:
k
COEFICIENTE DE PERDIDA DE
LA REJILLA

0.7 - 0.95 87.0k 531.0s 385,0
2/3
75.0
65.0
1














s

8. Para considerar sumergido el vertedero, deben cumplirse las
condiciones:
CÁLCULO DE LA REJILLA
EI ancho libre necesario para la reja se obtiene con la siguiente
fórmula: 5.195.1 ok ok 5.165.03.1  7.0)5.1/1.0( 

9. mb
mb
5
838.4

 2/3
75.0*945.1*5829.0*87.0
1.3
b Número de espacios entre barrotes: 03.0
5
n 167n
Se toma una separación entre barrotes
igual a 0,03 m y un ancho de barrotes de
0,015 m.
S= 0.5829,
Mo= 1.945

10. El número de barrotes:
El ancho de la reja es:
Chequeo de caudal de entrada en rejilla: 1661167 mB50.7 smQ /20.3
3
 )015.0*166(5B 2/3
75.0*5*945.1*5829.0*87.0Q

11. Para un diseño conservador:
% DE OBTURACION

10% - 40% %20 mb6' )5(2.05'b
Número de espacios entre barrotes: 03.0
6
n 200n

12. El número de barrotes:
El ancho total de la reja
Chequeo de caudal 1991200 mB9' smQ /8.3
3
 )015.0*199(6'B 2/3
75.0*6*954.1*5829.0*87.0Q

13. Vc
Vr
InvCos' Cálculo del ángulo de inclinación de la reja respecto a la corriente del
río. 5.12
La velocidad del río sm
ma
A
Q
Vr 10
ma
Q smVr /218.0 46
1


Asm
Vc 46
10
Vr 4.77' 00
4.7790
Caudal medio
anual (dato)
Area sección
mojada (dato)
Veloc. Pasa por
reja (dato)

14. Realizar el diseño del desripiador. Los
datos son los siguientes:
mHn65.0 mP 5.12 mz10.0 mP 1.13 smQ /38.3 mB9'

16. DISEÑO DEL DESRIPIADOR
Según Bazin: 906.1Mo 






















2
5.165.0
75.0
55,01
65.0
0133,0
794,1Mo

17. Corrección por sumersión mHn55.0' 912.1Mo
Según Konovalov: g
PHn
Hn
PHn
Hn
Mo 2
2
285,01
2
045,0
407,0
2























 )81.9(2
5.165.0
65.0
285,01
5.165.0
)65.0(045,0
407,0
2























Mo 10.065.0' Hn

18. 3
3
'
2,0105,1
Hn
z
P
Hn
s






 Según Bazin:
Según Villemonte: 385,0
2/3
'
1















Hn
Hn
s 619.0s 559.0s 3
65.0
10.0
1.1
55.0
2,0105,1






s 385,0
2/3
65.0
55.0
1














s

19. EI caudal mayorado es el que se calculó en el chequeo de caudal. mb06.7 2/3
65.0*906.1*619.0*87.0
8.3
b
EI vertedero de salida:
VERTEDERO

20. Cálculo del largo del desripiador
También el largo del desripiador se calcula en función del resalto
sumergido:
Se calcula el calado contraído al pie del azud - Según Bernoulli
mL37.4 5.12tan2
06.79
L

22. 95.0'k k'
0.95 0.85 Para azud con compuertas sobre la cresta.
1 0.9 Para azud sin compuertas
Altura desde el pie del vertedero hasta la superficie del nivel aguas
arriba. mTo25.2 10.065.05.1 To

23. 9
8.3
q )025.2)(81.9(295.0
422.0


con
d 422.0q Mediante aproximaciones sucesivas encontramos el valor
correspondiente a d
1

24. d0 con 0
d1 con 0.06689239
d2 con 0.06790948 CONTINUAR
d3 con 0.06792531 CONTINUAR
d4 con 0.06792555 OK
d5 con 0.06792556 OK md0679.0
1
Se calcula la profundidad o calado conjugado:

25. Longitud del resalto
Para que el resalto alcance a formarse, necesita de una cierta
longitud que es la que se debe dar al zampeado o cajón
amortiguador según el caso.
Según Pavlovski: )9.1(5.2
12ddL  md 698.0
2 mL147.3 )1)
)0679.0(81.9
)422.0(8
(1(
2
0679.0
3
2
2
d )0679.0)698.0(9.1(5.2 L n
HPd 
22
Finalmente se debe chequear que: 65.05.1
2 d

26. Según Bakhmetev: )(5
12yyL  mL152.3
Según Safranetz: 25.4dL mL142.3 )698.0(5.4L )0679.0698.0(5 L

27. CÁLCULO TRANSICION
DESRIPIADOR – CANAL AL
DESARENADOR Lrc
12,5º
Transición
Canal
LONG. TRANSICION

29. A la salida de la transición se tiene los siguientes elementos
geométricos:
d2
b 0m 015.0n %2J md 652.0
2 8/3
22/1
3/2
)0102)(02.0(
)2)(8.3(015.0









d

30. mb 304.1
2 2
2
851.0mA mP 609.2
2 326.0
2R smV /466.4
2 )652.0(2b )652.0(304.1
2A ))652.0(2(304.1
2 P 609.2
851.0
2
R 851.0
8.3
2
V 222 2dbP 

31. Cálculo de la longitud de la transición
Al comienzo de la transición. mL 98.12 md 12.0
1
No es posible
porque es
muy pequeño 5.12tan2
304.106.7
L 06.7
851.0
1
d

32. Carga de velocidad. 318.3  E smV /25.0
1
 )65.05.1(06.7
8.3
1

V )81.9(2
25.0
2


33. El calado al comienzo de la transición no puede ser menor que
Velocidad de aproximación del vertedero al inicio de la
transición.

Carga de velocidad.
md752.1
1 smV /307.0
1
 381.4 E 1.1652.0
1 d )752.1(06.7
8.3
1V )81.9(2
307.0
2


34. Pérdida en la superficie del agua.
Tipo de transición C
En curva 0.10
Con cuadrante de
círculo
0.15
Recta 0.30 3156.1Z
Cálculo de Hf
012.1
f
h )81.9(2
307.0466.4
22


fh 012.1)30.01(Z

35. CÁLCULO DE LA COMPUERTA
DE LAVADO DEL DESRIPIADOR

36. Para eliminar las piedras que se depositan en el fondo del
desripiador, debe dejarse una compuerta que conecte con
el canal de desfogue. El canal debe tener una gradiente
suficiente para conseguir una velocidad de lavado alta y
que sea capaz de arrastrar todas las piedras.

37. Para eliminar las piedras que se depositan en el fondo del
desripiador, debe dejarse una compuerta que conecte con
el canal de desfogue. El canal debe tener una gradiente
suficiente para conseguir una velocidad de lavado alta y
que sea capaz de arrastrar todas las piedras.
La velocidad del agua no debe ser inferior a 2 m/s. para
que pueda arrastrar los sedimentos.

38. Las compuertas son un caso de orificios grandes, es decir,
aquellas en las que la dimensión vertical “a” es
despreciable, comparada con la carga H. Generalmente se
consideran como tales aquellas en las que esta relación 1.0
H
a
En este caso la carga en distintos puntos de la sección
del orificio es diferente y no se puede admitir la
suposición de la igualdad de velocidades tal como se
hace en los orificios, por lo que consideramos flujo bajo
compuertas.

39. ))((2 aehgbaekQ
da
 g
V
Hh
da
2
2
 Por simplicidad de cálculo se utilizan fórmulas
aproximadas para las compuertas cuya forma es igual que
para orificios.

Donde:
K - coeficiente de velocidad (0.95 a 0.97).
e - coeficiente en función de las alturas de carga
y de paso del agua (e = a/H).
a - altura de paso de agua de la compuerta, (m).
b - ancho de la compuerta, (m).
h
da
- altura de agua tras la compuerta, (m).

40. •Cálculo de la sección del canal de desfogue. 6.7QL )8.3(2QL md 845.0
2 8/3
22/1
3/2
)0102)(02.0(
)2)(6.7(015.0









d
QL=caudal limpieza

41. 6915.1b 43.1A ))845.0(2(6915.1 P )845.0(2b )845.0(6915.1A 79.2P 422.0R 31.5V 79.2
43.1
R 43.1
6.7
V

42. ))(
2
(2
2
ae
g
V
HgbaekQ  )(2
0
hzHgbaekQ  •Cálculo y diseño de la compuerta

Para compuerta libre

Para compuerta sumergida.

43. Cálculo y diseño de la compuerta.
k''
0.95 0.85 Para azud con compuertas sobre la cresta.
1 0.9 Para azud sin compuertas 95.0"k 7.1a 5.2Hcomp 0V
Se considera
la compuerta
cerrada 68.0/ Hcompa 1.068.0
Datos asumidos: a, y Hcomp.
La compuerta no trabaja sumergida
Para nuestro caso adoptamos :

44. El coeficiente e se determina de acuerdo a la tabla siguiente:

a/H e a/H e
0.00 0.611 0.55 0.650
0.10 0.615 0.60 0.660
0.15 0.618 0.65 0.675
0.20 0.620 0.70 0.690
0.25 0.622 0.75 0.705
0.30 0.625 0.80 0.720
0.35 0.628 0.85 0.745
0.40 0.630 0.90 0.780
0.45 0.638 0.95 0.835
0.50 0.645 1.00 1.000

45. Para compuerta libre
))(
2
(2''
2
ae
g
V
HcompgbaekQ  57.9Q
Q tiene que ser mayor a QL
Con la relación de a / Hcomp se interpola para encontrar el valor de e
684.0e ))7.1684.0(5.2)(81.9(26915.17.1684.095.0 Q 6.757.9

46. REGULACIÓN DE LA CRECIENTE

Cerca de una toma vivirá un guardián quien tendrá
instrucciones para cerrar la compuerta de admisión en
época de crecientes, sin embargo, la creciente puede
ocurrir durante la noche o ser demasiado rápida y no dar
tiempo al guardián para que haga algo. Por esto, para la
seguridad del canal, toda toma debe diseñarse en tal
forma que pueda por si sola permitir el paso de la
creciente máxima sin sufrir ningún daño.

47. Se acepta que en creciente el canal trabajará con una cierta
sobrecarga, entre el 10% y el 20% del caudal de diseño y
se calcula el calado correspondiente. 79.60
79.50 79.40
79.10 0.50 0.40 0.40
79.10 0.30
0.60 0.60 78.80 0.30
0.80 78.50
78.30 0.2%
ESQUEMA
H=
P=
z=0.1
z=0.1
Hn=
P1= Y1=
h =
hn=
Y2=

48. 2
3
2
oHgmbQ 3
2
2









gmb
Q
H
o mH
o
92.1
81.9200.745.0
00.37
3
2










 

















2
55.011
PH
H
m
o
o Q crecida = 37.00 m
3
/s.
b = 7.00 m (impuesto de la topografía del terreno)
m = 0.45 (pagina 90, Manual de cálculos hidráulicos de
Kiseliov. Moscu - 1961)

49. EJERCICIO
smQcrecida /11
3
 mb
rio
6 45.0m 3.1Pa 946.0Ho 3/2
)
)81.9(2645.0
11
(

Ho
Impuesto topografía del terreno
(pagina 90, Manual de cálculos hidráulicos
de Kiseliov. Moscu - 1961) 2
3
2
oHgmbQ

50. mH 889.0 Despejar de la ecuación anterior H 
3/2
2
)81.9(26
3.1946.0
946.0
55.01
11






























H 2
3
2
`
0
`
0
*255.01 Hgb
PH
H
mQ


















Altura de agua sobre cresta

51. 838.0Vo mHo 924.0' 6)889.03.1(
11

Vo )81.9(2
838.0
889.0'
2
Ho Lámina de agua superior del azud