HIDRÁULICA DISEÑO DE VERTEDEROS

HIDRÁULICA DISEÑO DE VERTEDEROS

Para el diseño de vertederos de diferentes secciones transversales se debe tener en cuenta

1).  Parámetros de diseños → Caudal (Q).

2). Condiciones propias y otras normas

RAS -  2000         -Acueducto

                -Alcantarillado

                -Sistema de tratamiento

                -Sistema de potabilización

                -Rellenos Sanitarios

3). Modelo matemático: Ecuaciones        -Libros →Marco Teórico

                                        - Artículos Científicos

VERTEDERO RECTANGULAR

Q = 20 L/s

B = ¿?                H=  ¿?                 b =¿?                w= ¿?

[pic 1][pic 2]

Q =  * ^                        [pic 3][pic 4][pic 5]

Formula tomada de: Hidráulica General de Sotelo pg.246. Tabla 7.1

• CON FÓRMULA DE SIAS

Las Condiciones son las siguientes:

H→ 2.5 – 80 cm         H/w≤1.0

b≤ 0.3 B

W≥ 30 cm

Asumir para:

XP →Cdt = 0.7 (Coeficiente de descarga)

Q= 20 L/s

w=30 cm                 H=10 cm

Entonces, tomamos la siguiente formula: Q =  * ^  , y despejamos b (ancho del canal) así:[pic 6][pic 7][pic 8]

b= [pic 9]

, reemplazando valores queda:

[pic 10]

Ancho canal → b≤0.3B                H=10 cm

B≥ b/0.3                b= 30 cm

B ≥ 30/0.3 = 100 cm→ 10 m        w=30 cm

                                                B= 100 cm

Luego tomamos la fórmula de SIAS para determinar el coeficiente de gasto sabiendo que:

b/B =  = 0.3[pic 11]

[pic 12]

        [pic 13][pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

Para hallar el Error del se debe tener en cuenta que: [pic 17]

Err=    →Si el error es <5% esta OK! Y se puede seguir diseñando. [pic 18]

Err=  =14%  →Si el error es >5    REPETIR[pic 19]

Carga Hidráulica:

[pic 20]

 = 11.0 cm[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

µt₁= µt₂= 0.61

Límites de aplicación H&S:

H> 7.5 – 60 cm                        w≥30 cm

b≥ 30 cm                                h≤  =  = 15[pic 26][pic 27]

b≤ (B-2H)    → 30≤ (100-2*11) = 78 cm

 ≤ 0.5              → = 0.36[pic 28][pic 29]

µ= 0.616= 0.616 [pic 30][pic 31]

µ= 0.60

Dimensiones:

bl= (10 -20 %)        H         → 0.1 *11 =1.1 cm

                        →  0.20*11=2.2 cm

He= H +bl         → Asumir   bl= 4 cm

He= 11+4 =15 cm                

Hv= He+ w

Hv= 15+30 =45 cm

bc= 100-30/2 =35 cm

[pic 32]

Fig.1. Diseño del vertedero rectangular-AUTOCAD 2013.

VERTEDERO TRIANGULAR

Libro Hidráulica Sotelo Ávila (1997).pag.252. Tabla 7.2

Θ= 90°

Q= 20 L/s

Ecuación para caudal de Hegly

H → 10-50 cm

• Formula coeficiente de gasto:

µt[pic 33]

• Formula caudal teórico:

Qt= * [pic 34][pic 35]

Asumimos un coeficiente de descarga     →        Cd=0.6

Despejamos H (Carga hidráulica) de la fórmula de caudal teórico y reemplazamos valorescon un Cd de 0,6:

H=  = 18.1 cm[pic 36]

Límites de aplicación:

w ≥3H             → w≥ 3*18.1

  w= 54 cm

w pequeño  2*H  =55 cm

                   2*18=36 cm  → 35 cm

B= 4*H            →  B=4*18=72.4

                          B =75 cm

-Reemplazamos datos en la ecuación de coeficiente de gasto:

µt[pic 37]

µt= 0.581

[pic 38]

• Luego hallamos el Error relativo de los µ así:

Err =   100 = ≤5%    [pic 39]

Err=     =3.4 %    < 5% →OK! [pic 40]

µ= 0.58[pic 41]

Teniendo el valor de µ despejamos H (Carga hidráulica) de la fórmula de caudal teórico y reemplazamos valores pero ahora para un µ =0,58.  

H=  = 18.4 cm[pic 42]

• Asumimos para w= 35 cm y B=75 cm
• Calcular de nuevo  para µt=0.59

Err=     = 1.7%   →   < 2%  OK![pic 43]

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