PROBLEMAS

UNI V ERS I DAD N ACI O N A L DEL S ANTA

F A C U L T A D D E IN G E N IE R Í A
E.A.P. DE INGENIERÍA CIVIL

“RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS PROPUESTOS”
CURSO

:

ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
TEMA

:

“CURVA DE REMANSO, MÉTODO DIRECTO POR
TRAMOS VS ECUACION DE LA ENERGÍA”
“CÁLCULO DE LA DEMANDA DE UNA CENTRAL
HIDROELECTRICA”
DOCENTE

:

Ing. HUGO AMADO ROJAS RUBIO

INTEGRANTES

:

 GODO VERGARAY LUIS CARLOS0200313009

 PASTOR CUBEÑOS PAOLA AZUCENA

0200313015

 VÁSQUEZ VÁSQUEZ DELIA

0200313035

 VERA CASTAÑEDA LUIS MIGUEL

0200313054

NUEVO CHIMBOTE, 22 DE FEBRERO DEL 2010
1

EJERCICIO 1:
UN CANAL INCLINADO DE LONGITUD LARGA DE 16M TIENE UNA SECCION
RECTANGULAR DE 3M DE ANCHO Y CONDUCE UN CAUDAL DE 3M3/S DE
DESCARGA.
DETERMINE LA FORMA DE LA SUPERFICIE DE AGUA A LA RAPIDA
PROPIAMENTE DICHA,DONDE LA PENDIENTE ES DE 2%, CONSIDERAR N = 0.014.
RESOLVER EL PROBLEMA POR LA METODOLOGIA PROPUESTAEN CLASE Y
EMPLEANDO EL METODO DE PASO DIRECTO DE FLUJO GRADUALMENTE
VARIADO, COMPARAR AMBOS RESULTADOS.

SOLUCION:

1.

DETERMINACIÓN DE LA FORMA DEL REMANSO EMPLEANDO LA
ECUACIÓN DE LA ENERGÍA

Calculo del tirante normal y tirante crítico para determinar tipo de flujo y formación
del remanso.Datos:

L= 16m
N = 0.014
S = 0.02
Sabemos que:

A = by

= 3y

P = b+2y

= 3+2y

Reemplazando en la ecuación:

2

Por lo que resolviendo la ecuación obtenemos un valor de Yn = 0.27m para el
tirante normal.
Para calcular el tirante critico:

Por lo que resolviendo la ecuación obtenemos un valor de Yc = 0.47m para el
tirante normal.

Determinación del tipo de flujo:
Según los tirante obtenidosanteriormente, observamos que el tirante normal es
menor que el tirante crítico, por lo que se presenta un flujo súper crítico en la
rápida, curva de remanso del tipo S2 (según Máximo Villon pág., 268
hidráulica de canales)

1. Luego aplicando La ecuación de la energía, para tramos pequeños, procedemos a
calcular el tirante subsiguiente hasta determinar el correspondiente al punto final de
la rápida.

……(1)
Colocando la velocidad en función del tirante Y2:

3

Reemplazando en la ecuación 1, obtenemos:

Para el cálculo de las pérdidas por fricción en el canal se tendrá en cuenta, que
los tramos pequeños la variación de velocidad es casi imperceptible por lo que
se considerará la velocidad del punto de control anterior, para calcular la
perdida de energía del tramo subsiguiente a este punto. Seusará la siguiente
ecuación para tal fin:

Por lo que finalmente obtenemos la siguiente expresión:

A los elementos del miembro de la izquierda de la ecuación anterior le
asignaremos el valor de K, el cual variará según tramos de control conforme se
avance progresivamente en el canal.

Para la obtención de los valores de los tirantes Y2 tabulamos los datos en una
hoja de cálculo, y obtuvimos lossiguientes resultados:

4

L(m)

dx(m)

z1 - z2

y1 (m) v1 (m/s) v1^2/2g A (m2) p (m)

Rh

hf (m)

K

Y2

0.5

0.5

0.010035

0.47

2.128

0.231

1.410

3.94

0.3579

0.00349 0.70727

0.425

1.0

0.5

0.010035

0.43

2.353

0.282

1.275

3.85

0.3312

0.00474 0.71248

0.410

1.5

0.5

0.010035

0.41

2.439

0.303

1.230

3.82

0.3220

0.00528 0.71795

0.400

2.0

0.5

0.010035

0.40

2.500

0.3191.200

3.8

0.3158

0.00570 0.72289

0.390

2.5

0.5

0.010035

0.39

2.564

0.335

1.170

3.78

0.3095

0.00615 0.72898

0.385

3.0

0.5

0.010035

0.39

2.597

0.344

1.155

3.77

0.3064

0.00640 0.73249

0.381

3.5

0.5

0.010035

0.38

2.625

0.351

1.143

3.762

0.3038

0.00661 0.73554

0.380

4.0

0.5

0.010035

0.38

2.632

0.353

1.140

3.76

0.3032

0.00666 0.73634

0.375

4.5

0.5

0.0100350.38

2.667

0.362

1.125

3.75

0.3000

0.00694 0.74054

0.372

5.0

0.5

0.010035

0.37

2.688

0.368

1.116

3.744

0.2981

0.00711 0.74323

0.370

5.5

0.5

0.010035

0.37

2.703

0.372

1.110

3.74

0.2968

0.00723 0.74511

0.367

6.0

0.5

0.010035

0.37

2.725

0.378

1.101

3.734

0.2949

0.00741 0.74804

0.365

6.5

0.5

0.010035

0.37

2.740

0.383

1.095

3.73

0.2936

0.00754...