lofas


Calcular el perfil longitudinal –incluye el posible salto hidráulico a formarse aguas abajo del punto B- para la figura mostrada y datos adjuntos-, sabiendo que el canal es de sección rectangular,con un ancho en la base de 20 pies (6.096 m), rugosidad de Manning de n = 0.015, conduciendo un gasto de 500 pies3/s (14.1584 m3/s).
















PUNTO
COTA (ft)
TRAMOCOTA (m)
PEND. LONG.
DIST. (m)
A
1270.00
AB
387.10
0.01000
152.40
B
1265.00
BC
385.57
0.00040
457.20
C
1264.40
CD
385.39
0.00317
304.80
D
1261.23

384.423Solución. De la teoría de flujo uniforme se obtuvo el tirante normal y de la condición de flujo crítico se calculó el tirante crítico; quedando, para cada tramo, como se muestra acontinuación:

TRAMO
TIRANTE NORMAL (m)
TIRANTE CRÍTICO (m)
TIPO DE PERFIL
AB
0.568801
0.81926
S2 (tabla 6.2)
BC
1.660175
0.81926
M3 y M2 (tabla 6.2)
CD
0.825162
0.81926
M2 ó C1A continuación se calcula cada uno de los perfiles. Puesto que son dadas las longitudes en que debe desarrollarse el perfil compuesto, se usará el métododel paso estándar.

Cálculo del perfil S2

El perfil S2 se desarrolla a flujo supercrítico, por consiguiente el sentido de cálculo es siguiendo el escurrimiento. La ecuación a usarse, de acuerdoa la teoría establecida, es:


(6-15-a)

Para un tirante inicial y1 = 0.6096 m (obligado por la apertura de la compuerta) y estableciendo una distancia parcial de ∆x1 = 2.4 m, la parteizquierda de (6-15-a) toma el valor de: 1.36379 m, tomando en cuenta los datos concentrados en la tabla de de cálculo de abajo, para facilidad de cálculos; donde A es el área hidráulica, P el perímetromojado, T el ancho de la superficie del agua, R el radio hidráulico, D el tirante hidráulico, Sf la pendiente de fricción y ∆x la distancia parcial.

CÁLCULOS PARA LA SECCIÓN CONOCIDA




Y
A...