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Secciones de un canal. Las secciones más utilizadas en canales de conducción son la sección trapezoidal y rectangular. m  tg ; T  b  2my ; A  by  my 2 .........(1) ; P  b  2 y 1  m2 ......(2) A b  P  2 y 1  m2 ; RH  P (2) en (1): A  ( Py  2 y 2 1  m2 )  my 2 .......(3) Mínimo perímetro SI: A= cte. Q=cte. M=cte. dA
   Secciones de un canal. Las secciones más utilizadas en canales de conducción son la sección trapezoidal y rectangular. m tg      ; 2 T b my    ; 2 .........(1)  A by my    ; 2 2 1 ......(2)  P b y m      2 2 1 b P y m     ;  H   A R P     (2) en (1): 2 2 2 ( 2 1 ) .......(3)  A Py y m my Mínimo perímetro      SI: A= cte. Q=cte. M=cte. Manteniendo y = constante. 0  P m    3; 30º ; 30º3 m arctgm         El canal trapecial de máxima eficiencia hidráulica  es el que tiene el ángulo  30º      cuyas fórmulas son las siguientes: Máxima eficiencia Hidráulica canal trapecial                        0º     ; T b   ;  A by   ; 2  P b y    :  La máxima eficiencia hidráulica se da cuando 2 b y   obteniéndose las siguientes fórmulas:  A=     ; b=2y ; P=4y ;       Utilizando las ecuaciones de la sección trapecial con b=0 tenemos: 2 T m y    2  A my    2 2 1  P y m    La máxima eficiencia hidráulica se da cuando        MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA EN UN CANAL TRIANGULAR: 0 dAdy    m=    ;    ;  A=        ; P=      ;        EJEMPLO DE APLICACIÓN Se desea dimensionar un canal de conducción para abastecer una zona irrigable de 300has. Con un módulo de riego de 1.5lts/seg/ha. Del trazo topográfico se observa que se puede llegar con una sola pendiente del eje de canal equivalente a 1/1000.De las muestras de suelo analizadas se concluye que se trata de suelo limo arcilloso cuyo ángulo de estabilidad ó reposo para estado saturado es 1 59º30     , la velocidad máxima de arrastre de las partículas es de 0.8 / m seg   ¿Diseñar la sección del canal? Solución Datos: 31max 0.4500.00159º300.08: mQ seg S mV  seg Suelo Limoarcilloso     Si no existe limitaciones diseñaremos un canal trapecial de máxima eficiencia hidráulica sin revestir cuyas fórmulas son las siguientes. 60º      Las fórmulas serán 2 2 112 ( )cos b P y m senb y          2  A by my     2  2( )cos  sen A y        0.023( lim ) n suelo oarcilloso   Remplazamos las fórmulas anteriores en la ec, de Maning 1 12 2 1   H  Q AR i EcuacióndeManing n    2 2 ..........( )22( ) 2.113 .......( )cos  H   y R a sen A y y b       Remplazando (a) y (b) en la ec. de Maning 2 123 23  (2.113 )( )20.4500.023  y y im seg     2 2 2.113 2.113(0.59) 0.7355  A y m      2 4 1 222 ( )cos mínmín  P y m my sen P y        2  H   y R    -Chequeamos la velocidad del agua debe ser menor que 0.8 m/seg 32 0.450.61 ...0.7355 mQ m seg V ok  A m seg      0.61m/seg<0.8m/seg 0.36 b m    -Borde libre 00 30 ( ) 0.20  L h y m     -Ancho de Corona (C): Uso peatonal (0.60m-1.0m) Uso vehicular (6.50m): Estimaremos C 0.80 m    PROBLEMA DE APLICACIÓN Se desea diseñar un colector de aguas de lluvia para transportar un caudal máximo de 3 150 / m seg  , el colector será de forma triangular revestido de concreto. Dimensionar la estructura para régimen crítico además encontrar la pendiente crítica.  Solución Datos:   3 150 / máx Q m seg     Régimen crítico Revestimiento de concreto   30º        b 0    33 tg m        2 33  A y    2 323 T my y     433  P y    43  H   A R P     Para régimen crítico 23 1 QT  gA  .............(1) Remplazando en ecuación. (1) 22 3 2 3(0.15) ( )313(9,81)( )3  y y   se da valores a (y) hasta que la igualdad se cumpla 0.42  y m   De la ecuación de Maning 2 13 2 1 c c V R in       2 2 3(0.42) 0.1023  A m     0.151.470.102 c Q mV  A seg       223 ( ) cc V ni R    223 (1.47)(0.013)(0.102) c i         0.008 c i     00 0.8 c i     12 ( ) 0.36cos  senb y m         Los canales no revestidos se deben diseñar de tal forma que no haya erosión ni sedimentación. VELOCIDADES MÁXIMAS PERMISIBLES EN CANALES SIN REVESTIR MATERIAL n Agua Clara m/s Agua con limos coloidales en suspensión   m/s    Arena fina coloidal Franco Arenoso. no coloidal Franco limoso. no coloidal Limo aluvial no coloidal Suelo franco firme Ceniza volcánica  Arcilla muy coloidal Limo aluvial muy coloidal  Arcillas compactadas Grava fina   Francos a cantos rodados pequeños (no coloidal)   Limos Graduados a cantos rodados pequeños coloidal.   Grava gruesa no coloidal   Cantos rodados grandes 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.025 0.025 0.025 0.020 0.030 0.030 0.025 0.035 0.45 0.50 0.60 0.60 0.75 0.75 1.10 1.10 1.80 0.75 1.10 1.20 1.20 1.50 0.75 0.75 0.90 1.05 1.05 1.05 1.50 1.50 1.80 1.50 1.50 1.65 1.80 1.65 Los valores de esta tabla son para canales rectos con profundidad de agua igual a 1 m. Para Canales diferentes se deben corregir los valores FACTORES DE CORRECIÓN POR SINUOSIDAD Y PROFUNDIDAD CASO 1: CASO 2: SINUOSIDAD FACTOR Recto 1.00 Ligeramente sinuoso 0.95 Medianamente sinuoso 0.87 Muy sinuoso 0.78   PROFUNDIDAD((m) FACTOR 0.30 0.86 0.50 0.90 0.75 0.95 1.00 1.00 1.50 1.10 2.00 1.15 2.50 1.20 3.00 1.25 TALUDES RECOMENDADOS PARA CANALES NO REVESTIDOS: Con descargas temporales o altas fluctuaciones en la descarga (Horizontal  –  Vertical) TIPO DE SUELO PROFUNDIDAD (Tirante)   1.20 PROFUNDIDAD ( Tirante) > 1.20 Turba 0.25 : 1 0.5 : 1  Arcilla 1 : 1 1.5 : 1
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