01 Diseño bocatoma

Vista previa del material en texto

Perdidas de carga locales.
a. Perdidas en la rejilla (hr)
V: Velocidad al ingreso en obras medianas V entre (0.5 y 1.2)m/s, y obras grandes puede llegar a 2.5m/s
K: Coeficiente de pérdidas
Cr: Coeficiente que depende de la forma de la rejilla.
t: Espesor de los barrotes
s: Separación entre barrotes.
θ: Inclinación de la rejilla.
Obtención del Cf. Coeficiente de forma de las barras
Cr
2.42
1.79
1.67
0.76
V= 1 m/s Velocidad de ingreso asumida
Cr= 1.79
t= 12 mm Datos adoptados.
S= 30 mm
θ= 60 grados Limpieza mecanica
Angulo de inclinación de la rejilla θ vs tipo de limpieza
θ:
50° - 55°
70° - 76°
Kr= 0.456875
hr= 0.023286 m
DISEÑO DE BOCATOMA
Donde:
forma de las barras 
Cuadrada rectangular
Redonda
Ovalada en los extremos
Ovalada
Manual 
Mecanica
Tipo de limpieza
ℎ𝑟 = 𝑘𝑟
𝑉2
2𝑔
𝑘𝑟 = 𝐶𝑟
𝑡
𝑠
4
3
sin 𝜃
b) Perdidas de entrada (he)
Se producen pérdidas en la bocatoma debido a la contracción de las lineas de flujo. 
ke= 0.3
V= 1 m/s Velocidad de ingreso asumida
he= 0.015291 m
c) Pérdidas por expansión brusca (hex)
Se producen pérdidas en la bocatoma debido a la contracción de las lineas de flujo. 
V1= 1 m/s Velocidad de ingreso asumida
V2= 0.1 m/s Velocidad de ingreso asumida
he= 0.033853 m
c) Pérdidas por expansión gradual (hf)
Se producen pérdidas en la bocatoma debido a la contracción de las lineas de flujo. 
V1= 1 m/s Velocidad de ingreso asumida
V2= 0.1 m/s Velocidad de ingreso asumida
he= 0.015138 m
Cálculo hídraulico en Bocatoma.
Q: Caudal que pasa a tráves del orificio (m
3/s)
K: Coeficiente adicional por pérdida lateral entre (0.85 a 0.90)
C: Coeficiente de descarga (Mo, konovalov, Bazin).
S: Sumergencia.
H: Carga sobre el vertedero.
B: Ancho efectivo de la reja.
De acuerdo con KROCHIN, el calculo hidraulico de la bocatoma se realiza por medio de la ecuación del vertedero sumergido C 
un coeficiente adicional debido a la contracción lateral producida por los barrotes.
Donde:
ℎ𝑒 = 𝑘𝑒
𝑉2
2𝑔
ℎ𝑒𝑥 = 0.82
𝑉1 − 𝑉2
2
2𝑔
ℎ𝑒𝑥 = 0.3
𝑉1
2 − 𝑉2
2
2𝑔
𝑸 = 𝑲𝑪𝑺𝑩𝑯𝟑/𝟐
Escriba aquí la ecuación.
𝑒
𝐻
< 0.7 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟 𝑜𝑐𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑙𝑔𝑎𝑑𝑎
Para el caso de vertedero libre el coeficiente de descarga puede ser calculado, con las siguientes expresiones C=Mo.
(Konovalov)
(Bazin)
Q= 0.125 m
3/s Caudal de diseño de entrada de la Bocatoma.
k= 0.85 Coeficiente de contracción adoptado entre (0.85 a 0.90)
H= 0.3 m Carga sobre el vertedero
y1= 0.7 m
Mo= 1.910358 Según Konovalov
Mo= 2.348081 Según Bazin
En el caso de sumergencia, el coeficiente Mo se descarga debe ser multiplicado por un factor de corrección S.
(Bazin) La sumergencia se da cuando cumple:
(Villemonte)
Z: Diferencia de elevación de superficies entre las secciones de aguas arriba y debajo de la cresta.
hn: Elevación del agua bajo el vertedero.
y2: Elevación de la cresta sobre el fondo, aguas abajo.
S: Sumergencia.
H: Carga sobre el vertedero.
Para el cálculo del caudal se adopta el valor de Z como la pérdida entre las secciones antes y despues del vertedero.
y2= 0.2 m Adoptado
Z= 0.07243 m
hn= 0.22757
S= 0.802604 (Bazin)
S= 0.659606 (Villemonte).
Donde:
𝑀𝑜 = 0.407 +
0.045𝐻
𝐻 + 𝑦1
1 + 0.285
𝐻
𝐻 + 𝑦1
2
2𝑔
𝑀𝑜 = 1.794 +
0.133
𝐻
1 + 0.55
𝐻
𝐻 + 𝑦1
2
2𝑔
𝑆 = 1.05 1 + 0.2
ℎ𝑛
𝑦2
3 𝑍
𝐻
S = 1 −
ℎ𝑛
𝑦2
3/2 0.385 ℎ > 𝑦2 ;
𝑍
𝑌2
< 0.7
𝒁 = 𝒉𝒓 + 𝒉𝒆 + 𝒉𝒆𝒙 𝒉𝒏 = 𝑯− 𝒁
Se despeja la B B= 0.583705 m
Cálculo la longitud efectiva de la rejilla 
Le: Longitud total efectiva de la reja.
f: Porcentaje de obstrucción, (asume un porcentaje por material flotante y en suspensión máx 30%)
t: Espesor de los barrotes.
s: Separación de barrotes.
f= 0.3
t= 0.012 m
s= 0.03 m
B= 0.583705 m
Le= 1.032343
Cálculo de número de espacios N: N= 25.29388 26 espacios
N° total de barrotes=N° de espacios -1 Nbarras= 25
Dimensiones finales:
H= 0.3 m Lado vertical
B= 1.058816 m lado horizontal B= 1.1 m
t= 0.012 m
s= 0.03 m
Donde:
𝑩 =
𝑸
𝑲𝑺𝑴𝒐𝑯𝟑/𝟐
𝑳𝒆 = 𝑩 𝟏 + 𝒇 𝟏 +
𝒕
𝒔
− 𝒔
𝑁 =
𝐵 1 + 𝑓
𝑠