Diseño Transicion

TRABAJO PRÁCTICO N°1
OBRAS HIDRÁULICAS I
DISEÑO DE CANALES
1. INTRODUCCIÓN.-
La transición es una estructura diseñada para cambiar la forma o área de la sección transversal del flujo, bajo condiciones normales de diseño e instalación, prácticamente todos los canales requieren algún tipo de estructura de transición hacia y desde los cursos de agua.
La función de dicha estructura es evitarexcesivas pérdidas de energía, eliminar ondas transversales y ondas de turbulencia y suministrar seguridad para la estructura y curso de agua.
Cuando la transición esta diseñada para mantener las líneas de corriente suaves y casi paralelas, y para minimizar las ondas transversales se puede utilizar en el diseño la teoría del flujo gradualmente variado.

2.1 Tipos de transiciones
Lostipos mas comunes de transiciones son:
* Transiciones de entrada y salida entre canal y canaleta
* Transiciones de entrada y salida entre canal y túnel
* Transiciones de entrada y salida entre canal y sifón invertido
* Transiciones de entrada y salida entre canal y acueducto

2.2 Calculo de transición
Cuando se presentan en el canal de transición puntos angulosos se producense producen perturbaciones o sea que es conveniente redondear los muros con el objeto de que el perfil superficial dela agua sea una curva continua.
El método más rápido de cálculo de estos tipos de estructura consiste en fijar de antemano la curva superficial del agua, la cual será tangente de los niveles de aguas arriba a os niveles de aguas abajo y a partir de esta definición calcular lasdimensiones de la estructura.
Es conveniente de que la velocidad en ningún punto de la estructura se aproxime a la velocidad crítica para evitar la formación de resalto hidráulico.

2.3 Transición de entrada
Cuando se tiene inicialmente una sección normal de un canal y se la tiene que conectar con un canal de sección reducida, se tiene una transición de entrada.

2.4 Perdidas
Laperdida de energía en una transición consiste en la perdida por fricción y la perdida por conversión, la perdida por fricción puede ser estimada por medio de cualquier forma de flujo uniforme como por ejemplo la formula de Manning.
La perdida de conversión se expresa generalmente en términos de cambio de entrada y salida de la estructura.
La caída de ∆y' en la superficie del agua para estructurasde entrada puede expresarse como:
∆y'=∆hv+Ci ∆hv
∆y'=(1+Ci)∆hv

Donde:
∆hv=diferencia entre las alturas de velocidad
Ci=coeficiente de perdidas de entrada

Para estructuras de salida la velocidad es reducida a efectos de levantar la superficie del agua este levantamiento en la superficie del conocido como la recuperación de altura de velocidad, esta normalmente acompañado por una perdidapor conservación conocida con la perdida de salida.
El levantamiento ∆y' de la superficie del agua para las estructuras de salida podemos expresar como sigue:

∆y'=∆hv-Co ∆hv

∆y'=(1-Co)∆hv

Donde: Co=coeficiente de pérdida de salida
Los valores medios de diseño de Ci y Co que se recomiendan son los siguientes:

Tipos de transición | Ci | Co |
Tipo curvado | 0.1 | 0.2 |
Tipo decuadrante cilíndrico | 0.15 | 0.25 |
Tipo simplificado en línea recta | 0.2 | 0.3 |
Tipo en línea recta | 0.3 | 0.5 |
Tipos de extremos cuadrados | 0.3 | 0.75 |

2. ENUNCIADO DEL PROBLEMA.-
Diseñar una transición de un canal de sección trapezoidal que transporta agua y tiene que conectarse con un canal rectangular.
Las secciones se encuentran indicadas en la figura son de tierra y hormigónrespectivamente.
El caudal es de:Q=10m3s


Hoja de planteamiento del problema original adjunto.
3. Diseño
4.5 Longitud de transición
* Sección 0.- Calculo del ancho superior
Calculo de T en la sección trapezoidal
T=b+2 z y
T=9.2m
Calculo de la longitud
L=1Tang(12.5)*(9.2-42)
L=11.7278m ≅12m
La longitud debe ser redondeada para el albañil a 12 m

Dividiendo la...