DISEÑO DE TRANSICIONES ALABEADAS PARA UN REGIMEN SUBCRITICO Sec. RectangularEn un tramo de perfil longitudinal de un canal que conduce 5 m3/s se tiene que construir una transicion de salida para unir un canal de seccion rectangular con un ancho de solera Y/b =de 3m y n= 0.015, con un canal trapezoidal con talud 1.5 y ancho de solera 5m, el cual tiene Y=0.45 X 3una pendiente de 5°/00 y coeficiente de rugosidad de 0.025; el desnivel de fondo entre ambos tramos es 0.10, como se muestra en la figura considerando el coeficiente k=0.2. Calculo de la longitud de la transicionrealizar el diseño de una transicion Recta Alabeada

Datos calculo del ancho de fondo (solera) en cada seccioncaudal Q = 5 donde:

ancho de solera sec. Rect b = bf = 3 nnumero de manning n = 0.015

ancho de solera sec. Trap. b = bc = 5 mtalud z = Zc = 1.5

pendiente del canal S = 5°/00 0.0005coeficiente de rugosidad n = 0.025desnivel fodo del canal h= 0.1 m

K = 0.2

aplicando la formula y tabla

Sec. Rectangular Sec. Trapezoidal

0.1792 0.1 0.0765

m3/s

(𝑄 𝑥 𝑛)/(𝑆^(1∕2) 𝑥 𝑏^(8∕3) )=(𝑅^(2∕3) 𝑥 𝐴)/𝑏^(8∕3) (5𝑚3/𝑠 𝑥 0.015)/(〖 0.0005〗^(1∕2) 𝑥 3^(8∕3) )=(𝑅^(2∕3) 𝑥 𝐴)/𝑏^(8∕3) =(𝑅^(2∕3) 𝑥 𝐴)/𝑏^(8∕3) =(𝑅^(2∕3) 𝑥 𝐴)/𝑏^(8∕3) (5𝑚3/𝑠 𝑥 0.025)/(〖 0.0005〗^(1∕2) 𝑥 5^(8∕3) )=(𝑅^(2∕3) 𝑥 𝐴)/𝑏^(8∕3)

3m 5m

Sec. Rectangular Sec. Trapezoidal calculo del talud en cada secciondonde: Z =

0.45 Y/b = 0.25 Zc =1.35 Yc=0.25*5 1.25 x =

Calculo de la longitud de la transicion L =L= 7.79 b= 1

calculo del ancho de fondo (solera) en cada seccionb= ancho de solera a una distania x

bc = anchio de solera en el canal trapezoidalbf = anchio de solera en el canal rectangular para x =X = distancia a la que seesta calculando b, tomando como inicio la

seccion rectangularL = longitud de la transicion

nb = 0.48

para x = 1 → b1= 3.0161.5 → b1= 3.038

2 → b2= 3.0682.5 → b1= 3.109

3 → b3= 3.163.5 → b1= 3.224

4 → b4= 3.34.5 → b1= 3.391

5 → b5= 3.55.5 → b1= 3.627 angulo

6 → b6= 3.78 84.31209926.5 → b1= 3.965 81.3515973

7 → b7= 4.198 78.31593587.79 → b7.79= 5 75.2166788

72.058046868.848545965.596204362.291544858.939444555.522613852.010163648.343708444.368222339.557955633.6900675

L=4.7𝑏+1.65𝑍𝑐𝑌𝑐 𝑏=(𝑏𝑐−𝑏𝑓)/2

𝑏=𝑏𝑓+(𝑏𝑐−𝑏𝑓)𝑋/𝐿(1−〖 (1− /𝑥 𝐿)〗^𝑛𝑏)

nb = 0.8-0.26𝑍𝑐(1/2)

Z=𝑍𝑐(1−(1−𝑋/𝐿)1/2

calculo del talud en cada seccion calculo del desnivel de fondo en cada secciontalud a una distancia Xtalud del canal de seccion trapezoidaldistancia a la que seesta calculando b, tomando como inicio la seccion rectangular para x = 1longitud de la transicion 1.5

22.5

33.5

θ = 41 → Z1 = 0.0996 84.3120992 4.5

1.5 → Z1.5 = 0.1521 81.3515973 52 → Z2 = 0.2068 78.3159358 5.5

2.5 → Z2.5 = 0.2639 75.2166788 63 → Z3 = 0.3238 72.0580468 6.5

3.5 → Z3.5 = 0.3869 68.8485459 74 → Z4 = 0.4537 65.5962043 7.5

4.5 → Z4.5 = 0.5252 62.2915448 7.795 → Z5 = 0.6023 58.9394445

5.5 → Z5.5 = 0.6867 55.52261386 → Z6 = 0.781 52.0101636 B.- CALCULO DE PERDIDA DE ENERGIA

6.5 → Z6.5 = 0.8896 48.34370847 → Z7 = 1.0223 44.3682223

7.5 → b7.5= 1.2106 39.5579556 B.1.- velocidad rectangulo7.79 → b7.79= 1.5 33.6900675

grados minutos segundos B.2.- Velocidad trapezoidad84 18 43.5681 21 5.75 ^78 18 57.3775 13 0.0472 3 28.9768 50 54.7765 35 46.3462 17 29.5658 56 2255 31 21.41 .=52 0 36.5948 20 37.3544 22 5.639 33 28.6433 41 24.24 .=

Z=𝑍𝑐(1−(1−𝑋/𝐿)1/2 𝜃=𝑎𝑐𝑟𝑡𝑔(1/𝑍)

Δhi=Δℎ/𝐿 𝑋

Q=𝑉 𝐴v=𝑄/𝐴

h1-

2=0.2((〖 1.235〗 _1^2)/(2∗9.81)−(〖 0.582〗 _2^2)/(2∗9.81))E2=𝑦2−( _2^2)/𝑣

2𝑔+ℎE2=1.25−

(〖 0.58〗 _2^2)/(2∗9.81)+0.1E1="E2"−"h1-2"

E1="1.374"−"0.012"

calculo del desnivel de fondo en cada seccion

→ h1 = 0.013→ h1 = 0.019→ h1 = 0.026→ h1 = 0.032→ h1 = 0.039→ h1 = 0.045→ h1 = 0.051→ h1 = 0.058→ h1 = 0.064→ h1 = 0.071→ h1 = 0.077→ h1 = 0.083→ h1 = 0.09→ h1 = 0.096

→ h7.79= 0.1

→ .= 1.235 m/s

.= 0.582 m/s

0.012 m.kg/kg

h=desnivel=0.1

1.367

1.355 m.kg/kg

h1-

2=𝐾(( _1^2𝑣 )/2𝑔−( _𝑣 2^2)/2𝑔)Q=𝑉 𝐴 v=𝑄/𝐴 v=𝑄/𝑏𝑦

v=𝑄/𝐴 v=𝑄/(𝑏𝑦+𝑧𝑦2) h1-

2=0.2((〖 1.235〗 _1^2)/(2∗9.81)−(〖 0.582〗 _2^2)/(2∗9.81))