Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica 13RA. SEMANA Problemas de tirante critico y resalto hidráulico Alumnos: Varillas Artica, Jhan Carlo.

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1 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica 13RA. SEMANA Problemas de tirante critico y resalto hidráulico Alumnos: Varillas Artica, Jhan Carlo Velasco Igreda, Pedro Zavaleta Vivanco, Roger Zegarra Otoya, Jorge Luis 8va práctica calificada

2 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Tirante critico 1.Demostrar que en un canal rectangular se cumple entre los tirantes alternos y1 e y2 y el tirante critico Yc, cumplan la siguiente relaci ó n Por ecuaci ó n de la energ í a especifica Efectuando

3 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Tirante critico 2.En un canal rectangular se tiene, que el tirante critico es 0.7103m. averiguar cuál será la energía especifica que producirán dos tirantes alternos, que tengan por número de Froude 0.4738 y 1.9027, respectivamente. Energia especifica Ec. De Froude …………… (a) Luego ………….(b) Por continuidad …………….(1)

4 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Tirante critico ……………….(2) Reemplazando (2) en (1) Reemplazando en (a) Reemplazando en (b)

5 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Tirante critico Para F=0.4736 Para F=1.9027

6 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Tirante critico 3.Un canal rectangular revestido, de 5 m de anchura, transporta un caudal de 11.50 m3/s con una profundidad de 0.8S m. Hallar n si la pendiente del canal es de 1.0 m sobre 500 m (aplicar la fórmula de Manning)

7 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Tirante critico Como “ y ” es mayor que ” yc ”, se considera flujo subcr í tico.

8 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Tirante critico En un canal rectangular de 3 m de ancho el caudal es de 7.16 m3/s cuando la velocidad es de 2.4 m/s. Determinar la naturaleza del flujo, q = 2.386 m2/s Como “ y ” es mayor que ” yc ”, se considera flujo subcr í tico.

9 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Salto Hidráulico 1.En un canal rectangular de 1.5 m de ancho el caudal es de 5 m3/s en un cierto tramo de este se produce un resalto hidráulico. Si el número de Froude para el tirante menor es 5 veces el tirante conjugado mayor. Determinar la longitud del resalto usando la fórmula de Sieñchin De la general para el n ú mero de froude, se tiene Luego

10 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Salto Hidráulico Por condici ó n del problema De la ecuaci ó n general del resalto hidr á ulico Reemplazando y resolviendo tenemos De la ecuaci ó n de Sie ñ chin para un canal rectangular se tiene

11 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Salto Hidráulico 2.En cierto tramo de un canal de secci ó n rectangular se tiene una compuerta. El canal tiene un ancho de solera de 1.20m pendiente de 0.0005 y coeficiente de rugosidad 0.014. Indicar cu á l es el caudal en el canal Si se produce resalto hidr á ulico se tendr á un flujo uniforme subcritico por lo cual De la ecuaci ó n de Maning Sustituyendo ……………….(1)

12 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Salto Hidráulico De la ecuaci ó n de Sie ñ chin De la ecuaci ó n del resalto ……………………..(2) Operando (1) y (2)

13 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Salto Hidráulico 3.Un canal rectangular de 0.75m de ancho de solera, hay una compuerta que descarga pro el fondo. La abertura de la compuerta es tal que produce una vena liquida contra í da con tirante de 0.25m y que luego forma un resalto. Si inmediatamente aguas arriba de la compuerta el tirante es de 1.10m hallar la longitud del resalto hidr á ulico aplicando la f ó rmula de Sien ñ chin (despreciar perdidas en la compuerta) Aplicando la ecuaci ó n de la Energ í a Donde

14 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Salto Hidráulico Luego Luego de la Ecuación del resalto De la ecuación de Sie ñ chin

15 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Salto Hidráulico En un canal trapezoidal de ancho de solera de 0.50m y talud Z=0.5, circula un caudal de 0.8m3/s. en un tamo del canal se produce un resalto hidr á ulico. Si el n ú mero de Froude en le punto aguas abajo del resalto es 0.4767. indicar la velocidad del punto donde se inicia el resalto. De la general para el n ú mero de froude, se tiene Luego Reemplazando ………… (1)

16 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Salto Hidráulico Ademas Sustituyendo en (1) Resolviendo tenemos:

17 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica PROBLEMA A COMPUTADORA

18 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Se tiene el canal con las sgtes. Características: Q=8900 l/s b= 1.2m n=0.014 So=0.005 Hallar el numero de Freud después del salto hidráulico y la altura Y que alcanza Se sabe que:

19 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Cabe resaltar que por el momentos se puede calcular:

20 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica Reemplazando los datos dela simulación del software De:

21 Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica

22 También aplicamos: Para Fr1=0-9882 Y1= 0.3858 Reemplazando en la ecuación: Fr2=0.9