Calculo De La Abertura A En Una Compuerta Plana Vertical Con Descarga Sumergida
Páginas: 5 (1233 palabras)
Publicado: 7 de noviembre de 2012
Calculo de la abertura a en una compuerta plana vertical con descarga sumergida
Figura 1. Elementos y variables básicas que intervienen en la descarga de una compuerta sumergida.
Datos para cálculo:
Q = gasto a extraer;
b = ancho de la compuerta y del canal;
y1 = profundidad en el deposito;
y3 = profundidad después delsalto (descarga sumergida);
acomer = abertura máxima/ de la compuerta (dato de verificación);
Cc = 0.624/, coeficiente de contracción para descarga sumergida;
Cv = 0.982/, o Cv = 1 coeficiente de velocidad para descarga sumergida;
Cálculos previos:
q = Q/b, gasto por metro de longitud;
amin = abertura mínima/ de la compuerta;
y3/y1 =relación de profundidad y debe ser < 0.91;
1) Formulas para el cálculo de una compuerta con descarga libre
(1)
para y1/amin > 10.3 (2)
para 2.5 ≤ y1/a ≤ 10.3(3)
Si se sustituye (3) en (1) y se despeja a, se obtiene para todo el rango de y1/a
(4)
La altura del salto se obtiene con la ecuación empírica de Swamme/
(5)
La altura de y2 se obtiene a partir de: y2 = Cca que para este algoritmo es0.624 y con esto se obtiene la longitud del salto Ls
(6)
(7)
(8 y 9)
Se compruebala ecuación empírica de Swamme versus la hipótesis que Cc = 0.624 usando la ecuación teórica del salto.
(10/)
6/ Las ecuaciones (6 a 10) se obtienen asumiendo que no hay perdidas en la compuerta: h12 = 0, o sea, Cv = 1 y por lo tanto; K = (1/Cv2 -1) = 0.
2) Formulas para el cálculode una compuerta con descarga sumergida
(11)
donde
(12 y 13)
Al despejar a de (11)
(14)
El cálculo de a a partir de (14) por facilidad se puede efectuar a través del método delpunto fijo asignando un valor inicial a la abertura a0 = 1.3·a, donde a es la abertura mínima y se obtiene de (4). Las constantes en el calculo son: CvCc, NF32 y se puede reducir aun más si el radical del numerador se calcula por separado
(15)(16)
Calculada la abertura a de la compuerta con 11 iteraciones (a11) calcula Cd de (1).
(17)
Para coeficientes de descarga Cd < 0.24 existe un error importante y es necesario efectuar el siguiente ajustepropuesto en la investigación:
(18)
El valor de la relación y3/y1 se conoce desde el principio, son parte de los datos. Este ajuste solo se aplica en relaciones y1/a > 4.2, como el valor de a se conoce en la iteración 11 entonces
(19)...
Figura 1. Elementos y variables básicas que intervienen en la descarga de una compuerta sumergida.
Datos para cálculo:
Q = gasto a extraer;
b = ancho de la compuerta y del canal;
y1 = profundidad en el deposito;
y3 = profundidad después delsalto (descarga sumergida);
acomer = abertura máxima/ de la compuerta (dato de verificación);
Cc = 0.624/, coeficiente de contracción para descarga sumergida;
Cv = 0.982/, o Cv = 1 coeficiente de velocidad para descarga sumergida;
Cálculos previos:
q = Q/b, gasto por metro de longitud;
amin = abertura mínima/ de la compuerta;
y3/y1 =relación de profundidad y debe ser < 0.91;
1) Formulas para el cálculo de una compuerta con descarga libre
(1)
para y1/amin > 10.3 (2)
para 2.5 ≤ y1/a ≤ 10.3(3)
Si se sustituye (3) en (1) y se despeja a, se obtiene para todo el rango de y1/a
(4)
La altura del salto se obtiene con la ecuación empírica de Swamme/
(5)
La altura de y2 se obtiene a partir de: y2 = Cca que para este algoritmo es0.624 y con esto se obtiene la longitud del salto Ls
(6)
(7)
(8 y 9)
Se compruebala ecuación empírica de Swamme versus la hipótesis que Cc = 0.624 usando la ecuación teórica del salto.
(10/)
6/ Las ecuaciones (6 a 10) se obtienen asumiendo que no hay perdidas en la compuerta: h12 = 0, o sea, Cv = 1 y por lo tanto; K = (1/Cv2 -1) = 0.
2) Formulas para el cálculode una compuerta con descarga sumergida
(11)
donde
(12 y 13)
Al despejar a de (11)
(14)
El cálculo de a a partir de (14) por facilidad se puede efectuar a través del método delpunto fijo asignando un valor inicial a la abertura a0 = 1.3·a, donde a es la abertura mínima y se obtiene de (4). Las constantes en el calculo son: CvCc, NF32 y se puede reducir aun más si el radical del numerador se calcula por separado
(15)(16)
Calculada la abertura a de la compuerta con 11 iteraciones (a11) calcula Cd de (1).
(17)
Para coeficientes de descarga Cd < 0.24 existe un error importante y es necesario efectuar el siguiente ajustepropuesto en la investigación:
(18)
El valor de la relación y3/y1 se conoce desde el principio, son parte de los datos. Este ajuste solo se aplica en relaciones y1/a > 4.2, como el valor de a se conoce en la iteración 11 entonces
(19)...
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