Diseño de la rejilla y desripiador

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DISEÑO DE LA REJILLA. Datos de diseño:     

Qcrecida: 36m3/s. Qdiseño= 3.5m3/s. Paramento (P)= 2.5m Base del rio (B)= 20m Pendiente del rio (J)= 2.2%

1. Calculo carga de agua sobre el azud (Hd). Qcrecida = C*L*Hd3/2 C= (2.2 - 2.3) Sistema Internacional. L= longitud efectica del azud  L= B*cos α (Un muro de ala) o α (Angulo que se recomienda entre los 17° a 21) L= 20* cos 18° L= 19m  L= B*cos 2α (Dos muro de ala) L= 20* cos (2*18°) L= 16m Qcrecida = C*L*Hd3/2 36 = 2.2*16*Hd3/2 Hd= 1.00m 2. Calculo ancho libre de la rejilla. El ancho libre (b) necesario para la reja se calcula a partir de la expresión para vertederos de cresta delgada.

Q = K*S*Mo*b*Hd3/2 Donde:       

Q = Caudal Que pasa a través del orifico (m3/s) K = 0.85 corresponde a un coeficiente adicional de pérdida lateral producida por los barrotes. b= ancho libe de la rejilla. Mo = Coeficiente de descarga S = Sumergencia. Hd = Carga sobre el vertedero. Normalmente el orificio debe trabajar sumergido

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Criterios de diseĂąo a seguir: đ?’šđ?&#x;? = đ?’šđ?&#x;? > đ?&#x;Ž. đ?&#x;”đ?&#x;Žđ?’Ž Y1=Y2= 0.80m (Asumido). đ?’› > đ?&#x;Ž. đ?&#x;•đ?&#x;Ž đ?’šđ?&#x;? Z= 0.50m (Asumido). đ?‘Żđ?’• = đ?‘ˇ + đ?‘Żđ?’… đ??ťđ?‘Ą = 2.50 + 1.00 = 3.50 đ?‘š đ?‘Żđ?’? = đ?‘Żđ?’… − đ?’› đ??ťđ?‘› = 1.00 − 0.50 = 0.50đ?‘š

3. Calculo de coeficientes S y M.

Se obtiene. S= 0.94 M= 2.00

đ?‘?=

đ?‘„ đ?‘‘đ?‘–đ?‘ đ?‘’Ăąđ?‘œ đ?‘†âˆ—đ?‘€âˆ—

3 đ??ťđ?‘&#x; 2

3.5

=

3

= 1.86đ?‘š = 2.00đ?‘š

0.94 ∗ 2.00 ∗ 12

4. Ancho libre de la rejilla = 2.00m Calculo de barrotes: La separaciĂłn entre rejillas se recomienda tomarla de eje a eje; y dependiendo del tipo de material que se quiere impedir su ingreso la separaciĂłn variarĂĄ entre 0.025m y 0.10m (material fino) y de 0.10m a 0.20m (material grueso Datos: Sb= 0.20m (Separacion entre barrotes) Δb= 0.10 m (Ancho del barrote) đ?’?=

đ?’ƒ đ?&#x;?. đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = = đ?&#x;?đ?&#x;Ž đ?‘şđ?’ƒ đ?&#x;Ž. đ?&#x;?đ?&#x;Ž

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5. Ancho real de la rejilla (Br). đ?‘ľ = đ?’? − đ?&#x;? = đ?&#x;?đ?&#x;Ž − đ?&#x;? = đ?&#x;— đ?‘Šđ?’“ = đ?’ƒ + (đ?‘ľ ∗ ∆đ?’ƒ) đ??ľđ?‘&#x; = 2 + (9 ∗ 0.10) = 2.90đ?‘š = 3.00đ?‘š 6. Altura de la rejilla. Altura de los barrotes en funciĂłn de la forma geomĂŠtrica recomendado entre (0.50 a 0.60m) 7. MĂłdulos de seguridad. đ?‘Šđ?’“ đ?&#x;‘. đ?&#x;Žđ?&#x;Ž đ?‘ľđ?’–đ?’Ž. đ?’Žđ?’?đ?’…đ?’–đ?’?đ?’?đ?’” = = =đ?&#x;? đ?’‚đ?’?đ?’„đ?’‰đ?’? đ?’Žđ?’?đ?’…đ?’–đ?’?đ?’? đ?&#x;?. đ?&#x;“đ?&#x;Ž Ancho de modulo recomendaciones:  MĂ­nimo= 1.50m  MĂĄxima= 2.50m 8. Resultados. Br= 3.00 + 3(0.20)= 3.60m Hr= 0.60 + 2(0.20)= 1.00m Br= 3.60m

Hr= 1.00m

Hb= 0.60m

Am= 1.50m

e= 0.20m

9. Calculo Inclinación rejilla. Criterio a seguir: ι rango (17° a 21°)

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DESRIPIADOR. Criterios de diseño: •

Obra hidráulica que va a continuación de la rejilla.

•

Capta los materiales que han pasado por la misma.

•

Debe ser de flujo lento para que el material se sedimente

•

Se recomienda al frente de la reja colocar un vertedero que debe trabajar de forma ahogada con un ancho similar al de la rejilla.

•

Se recomienda que el perfil del vertedero se de forma circula.

•

Las partículas se evacuan por la compuerta de limpieza

•

La cota de salida debe ser mayor a la cota del rio.

Esquema general Toma Lateral

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Datos de diseño:     

Qcrecida: 36m3/s. Qdiseño= 3.5m3/s. Paramento (P)= 2.5m Base del rio (B)= 20m Pendiente del rio (J)= 2.2%

Datos obtenidos del diseño de la rejilla.   

Br(Ancho de la rejilla)= 3.60m Hr(Altura de la rejilla)= 1.00m Y1=y2=0.80m

Esquema (Perfil de ingreso Qdiseño.)

Rejilla

r

Hv

Vertedero

1. Calculo Vertedero de salida.

Hv (altura de vertedero)= y1-z1 Z1=criterio 10cm por debajo de la cresta del dintel de la rejilla Hv=0.80-0.10 = 0.70m

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2. Ancho del vertedero Bv.

QDiseùo = S*M*Bv*Hr3/2 Donde:    

Y1=y2= 0.80m (Criterio de diseĂąo) Hr= 1.00m Z1= 0.10m Hn1= Hr-Z1= 1.00 - 0.10 = 0.90m

Se obtiene: S= 0.60 (Rango 0.90 a 1.20) = 0.90 M=2.001 (Rango 1.9 a 2.10) = 2.00 đ?‘„ đ?‘‘đ?‘–đ?‘ đ?‘’Ăąđ?‘œ

đ??ľđ?‘Ł =

đ?‘†âˆ—đ?‘€âˆ—

3 đ??ťđ?‘&#x; 2

3.5

=

3

= 1.94đ?‘š = 2.00đ?‘š

0.90 ∗ 2.00 ∗ 12

Criterio a cumplir: Bv (Vertedero de salida) menor que Br (Base de rejilla).

3. Calculo Ancho del desripiador (Es función del resalto hidråulico). Calculo de calados contraídos 1a y d2. 

Calado contraĂ­do (d1) đ?‘‘1 =

đ?‘ž đ?‘˜ ∗ √2 ∗ đ?‘” ∗ (đ?‘§ − đ?‘‘1)

Nivel (z) z= y1+hr Y1=Y2=0.80m Z= 0.80+1.00= 1.80m Caudal unitario đ?‘ž=

đ?‘„đ?‘‘đ?‘–đ?‘ đ?‘’Ăąđ?‘œ 3.5 = = 0.97 đ?‘š3 /đ?‘ đ??ľđ?‘&#x; 3.60

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Coeficientes de perdida (K)= 0.95. đ?‘‘1 =

đ?‘‘1 =

đ?‘ž đ?‘˜ ∗ √2 ∗ đ?‘” ∗ (đ?‘§ − đ?‘‘1) 0.97

0.95 ∗ √2 ∗ 9.81 ∗ (1.80 − đ?‘‘1)

d1= 0.18m 

Calado conjugado (d2)

đ?‘‘2 =

đ?‘‘2 =

đ?‘‘1 8đ?‘ž2 (−1 + √1 + 2 đ?‘” ∗ đ?‘‘13

0.18 8 ∗ 0.972 (−1 + √1 + 2 9.81 ∗ 0.183

d2= 0.95m 4. Calculo resalto hidrĂĄulico (Ancho del desripiador). đ??ż. đ?‘… = 2.5 (1.92 ∗ đ?‘‘2 − đ?‘‘1) đ??ż. đ?‘… = 2.5 (1.92 ∗ 0.95 − 0.18) đ??ż. đ?‘… = 4.10đ?‘š

5. Calculo largo del desripiador. Seguridad (Fb). Si: h>3.00 = fb= 1.50m Si: h<3.00 = fb= 1.20m đ?‘łđ?’… = đ?‘Šđ?’“ + đ?&#x;? ∗ đ?‘­đ?’ƒ đ??żđ?‘‘ = 3.60 + 2 ∗ 1.20 = 6.00đ?‘š CALCULO COMPUERTA Y CALA DEL DESRIPIADOR. Datos:    

QdiseĂąo= 3.5m3/s. Pendiente del rio (J)= 2.2% n(rugosidad)= 0.035 cauce con material de arrastre pesado. H= 1.80m

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1. Diseño del canal. Criterios a cumplir:   

Yc<H Pendiente canal > pendiente del rio. Velocidad canal (vc > 2.00m/s)

Dimensionamiento. Con ayuda de H.Canales.

Se obtuvo:    

Base de canal= 1.50m (Asumido) (Valores manejables entre 1.00m a 1.50m) Altura de canal= Yo + 20%Yo = 0.90 + 0.18= 1.10m(cumple Hc<H) Pendiente: 3% > rio. Velocidad: 2.70 m/s > 2.00m/s

2. Diseño de la compuerta.

Compuerta

H=Z a h. cont

y2

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Datos:  

QdiseĂąo= 3.5m3/s. Hc= 1.10m

Calculo de calados conjugados.

De tablas obtengo el valor de “e�

a =altura de agua al salir de la compuerta.

a/H

e

0,00

0,611

đ?’‚ ) đ?’šđ?&#x;?

0,10

0,615

0,15

0,618

Coeficiente de velocidad: Cv =1

0,20

0,620

0,25

0,622

(Asumir a=0,90m).

đ?’„đ?’— = đ?&#x;Ž. đ?&#x;—đ?&#x;”đ?&#x;Ž + đ?&#x;Ž. đ?&#x;Žđ?&#x;—đ?&#x;•đ?&#x;—(

Se obtiene y1 = 0.45m

0,30

0,623

Coeficiente de descarga

0,35

0,628

Cd = Cc*Cv

0,40

0,630

Cd: (0.58-0.62)

0,45

0,638

0,50

0,645

0,55

0,650

0,60

0,660

0,65

0,675

0,70

0,690

0,75

0,705

0,80

0,720

0,85

0,745

0,90

0,780

1,00

1,000

đ?’šđ?&#x;? = đ?’‚ ∗ đ?‘Şđ?’„ = đ?&#x;Ž. đ?&#x;—đ?&#x;Ž ∗ đ?&#x;Ž. đ?&#x;”đ?&#x;? = đ?&#x;Ž. đ?&#x;”đ?&#x;Žđ?’Ž

COMPROBACION CALCULO DE Qo đ?‘¸đ?’? = đ?’Œ . đ?’†. đ?’‚. đ?’ƒđ?’„. √đ?&#x;? ∗ đ?’ˆ ∗ (đ?‘Żđ?’„ +

đ?‘˝đ?’„đ?&#x;? đ?&#x;?đ?’ˆ

− đ?’† ∗ đ?’‚)

Datos:      

Bc=1.50m Base canal. Hc=1.10m Altura canal. Vc=2.70m/s g(Gravedad) a= 0.90m Abertura de compuerta. k=0.96



Calculando la relaciĂłn = đ??ťđ?‘? = 1.10= 0.81 : e=0.73

đ?‘Ž

0.90

Se obtiene: Qo= 3.72 m3/s

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Comprobando en H.canales

Criterio a cumplir. Qo>Qd. 3.74 m3/s > 3.5 m3/s “CUMPLEâ€? Nota: De no cumplir se realiza un rediseĂąo de canal. 3. Tiempo de limpieza del desripiador: Datos:   

Qd= 3.5 m3/s Qo= 3.74 m3/s Ă rea desripiador Bd=4.10m Ld=6.00m Ad= Bd*Ld= 4.10*6.00= 25.00m2



Volumen desripiador Vd= Ad*Y1 = 25*0.80 = 20.00m3 đ?‘Ą=

đ?‘‰đ?‘‘ 20 = = 83.33đ?‘ đ?‘’đ?‘”đ?‘˘đ?‘›đ?‘‘đ?‘œđ?‘ = 1 min 30đ?‘ đ?‘’đ?‘”. ∆đ?‘„ 3.74 − 3.5

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