SECCIÓN 2: DIMENSIONADO A SECCIÓN LLENA

Transcripción

1 álulo de edes de Saeamieto: Hidráulia del Saeamieto SEIÓN : DIMENSIONADO A SEIÓN LLENA DIMENSIONADO Es la obteió del diámetro eesario para trasportar el audal eesario o las veloidades máximas previstas, veloidades de diseño e el que ifluye las araterístias de los materiales ostitutivos de la red y por tato la rugosidad e la tabla Se obtiee a partir de la pediete y el audal, o pediete y veloidad Puede presetarse dos asos que so: - seió llea dimesioado de seioes irulares dimesioado de seioes o irulares - lleado parial seioes irulares seioes o irulares ÁLULO A SEIÓN LLENA o las araterístias hidráulias para las distitas seioes reogidas ateriormete, se puede apliar ualquiera de las fórmulas ya referidas, tambié se puede utilizar tablas o ábaos que so de mayor rapidez e su apliaió espeialmete e las seioes ormalizadas, se aompaña al fial del texto Las tablas adjutas º I y II se ha alulado por hézy Kutter para m 0,35 y 0,5 Las tablas º III, I, y I, lo ha sido por apliaió de las fórmulas de Pradtl-olebrook, o k y,5 mm Ejemplo º Determiar el audal que puede trasportar ua oduió de seió irular, de diámetro 50 mm o ua pediete de J /00 a seió llea hézy-kutter 4,67 m / /s Págia de

2 álulo de edes de Saeamieto: Hidráulia del Saeamieto Apliado la euaió : πd D π 0,5 0,5 3 Q J 4, ,03 m 3 /s 0,66 m/s Maig, 0,05 Mediate la euaió 0,3 D 8 J /3 / Q 0,397 0,05 0,5 0,005 0,3 0,05 /3 / 0,74 m/s 8/3 / Q 0,5 0,005 0,0365 m 3 /s Pradtl olebrook 0,567 ν k πd Q 8,86 JD lg + 0,69 ; D JD D 4 6 0,567,40 π 0,5 Q 8,86 0,0050,5 lg + 0,69 0,045 m 3 /s; ,5 50 0,5 0,9 m/s Si solamete se dispoe de tablas para la seió irular, todas las demás seioes dadas ateriormete se puede alular mediate las relaioes orrespodietes de Q y Dimesioado de seioes o irulares Se puede estableer ua relaió etre la veloidad e seió o irular N y la veloidad e seió irular, omo ooemos todas las araterístias de las seioes o irulares empleado las tablas de seioes irulares, que os failita audales y veloidades e fuió de la pediete segú Pratdl-olebrook Partiedo de la euaió: J () g D y e el supuesto de régime turbuleto:,5 lg + e k 3,7 D () Págia de

3 álulo de edes de Saeamieto: Hidráulia del Saeamieto E seioes o irulares, teemos e ueta D 4 8g J (3) Teiedo e ueta la expresió aterior (3) y estableiedo ua relaió etre las veloidades e seioes o irulares y irulares que deomiamos y respetivamete, tedremos: N 8g (4) 8g J J 0,63 ν k lg + 8 g J 4,84 (5),5 ν k lg + D g D J 3,7D La soluió de la euaió (5) es segú H Shmidt es: 8 (6) Sustituyedo e las expresioes (4) y (6) ,65 Q Q S S 0,65 represeta el oiete de veloidades, el produto de y S /S os da el audal Las ostates y orrespodietes a las distitas seioes ormalizadas que a otiuaió se expoe so las siguietes (tabla 4): Págia 3 de 3

4 álulo de edes de Saeamieto: Hidráulia del Saeamieto Tabla 4 SEIÓN AHO/ALTUA S /S / ( / ) 0,65 (S /S ) irular :,000,000,000,000 Ovoide peraltada : 3,5,748,4,45,00 Ovoide ormal : 3,46,58,096,603 Ovoide esahada :,5,7,088,054,83 Ovoide rebajada : 0,986 0,986 0,99 0,977 Letiular ormal :,5 0,757 0,848 0,90 0,683 Letiular rebajada :,5 0,66 0,750 0,835 0,54 Letiular realzada :,075,04,05,09 Las relaioes y obteidas ateriormete, está referidas a Pradtl-olebrook, pero el proedimieto puede ser apliado a ualquier expresió hidráulia ooida Por tato, omo las olumas 3 y 4 so las relaioes de la seió osiderada o la irular, idistitamete de la expresió que podamos emplear, so válidas para utilizarse e ualquier fórmula De esta forma podemos elaborar la tabla 5 que relaioa veloidades y audales etre la seió irular y el resto de las seioes, segú sea los métodos apliados de hézy-kutter, Maig o Pratdl-olebrook Tabla 5 Tipo de seió hézy- Kuttter Maig Pradtl-olebrook eloidad audal eloidad audal eloidad audal (m/s) Q ( m 3 /s) (m/s) Q ( m 3 /s) (m/s) Q ( m 3 /s) a) irular,00,00q,000,000 Q,000,000 Q b) Letiular ormal 0,895 0,68Q 0,896 0,678 Q 0,90 0,683 Q ) Letiular realzada,0,0q,06,09 Q,05,09 Q d) Letiular rebajada 0,8 0,50Q 0,85 0,509 Q 0,835 0,54 Q g) Ovoide ormal,,6q,03,63 Q,096,603 Q h) Ovoide peraltada,6,03q,55,00 Q,45,00Q l) Ovoide esahada,07,30q,058,87 Q,054,83 Q k) Ovoide rebajada 0,99 0,975Q 0,99 0,977 Q 0,99 0,977Q l) apaete 0,99,06Q 0,989,067 Q 0,990,067 Q m) irular realzada,6,9q,55,89 Q,45,874 Q Págia 4 de 4

5 álulo de edes de Saeamieto: Hidráulia del Saeamieto Tabla 6 Tipo de seió elaió b / h Superfiie S ( m ) Perímetro P ( m) adio hidráulio (m) S /S / a) irular / 3,4r 6,83r 0,500r,000,000 b) Letiular ormal /,5,378r 5,603r 0,44r 0,757 0,848 ) Letiular realzada / 3,378r 6,603r 0,5r,075,04 d) Letiular rebajada /,5,937r 5,69r 0,375r 0,66 0,750 g) Ovoide ormal /3 4,594r 7,930r 0,579r,46,58 h) Ovoide peraltada /3,5 5,49r 8,85r 0,6r,748,4 l) Ovoide esahada /,5 3,83r 7,03r 0,544r,7,088 k) Ovoide rebajada / 3,097r 6,86r 0,493r 0,986 0,986 l) apaete /,68 3,388r 6,88r 0,49r,078 0,984 m) irular realzada /3 5,4r 8,83r 0,6r,636,4 Ejemplo Que relaioes e veloidades y audales existe etre ua seió ovoide ormal y ua irular si hubiésemos empleado la fórmula de Maig? eloidades 3 omo las J orrespode a la solera y sea ual sea la seió elegida sería las mismas, si se admite que el oefiiete de friió elegido de Maig es prátiamete igual, utilizado la tabla I, obteemos de la oluma 4 la relaió de radios hidráulios, desigado a la seió ovoide por ov 3 0 v 0v 67 0, (,58), 0 audales Q /Q S /S / 3 Q 0v S0v 0v 67,46 Q S 0, (,58), 6 Págia 5 de 5

6 álulo de edes de Saeamieto: Hidráulia del Saeamieto Ejemplo º 3 Ua tubería de saeamieto o diámetro 60 m, desagua o ua pediete de /500 u audal Q a seió llea Determiar: a) audal y veloidad e ua seió ovoide ormal 60/90 por Maig 0,3 00 0,04 8/3 / Q 0,6 0, 0,55 m 3 /s ; 0,04 /3 / 0,5 0, 00 0,9 m/s Q 3 0 v,6; Q0v,60,55 Q 0,4 m / s ov /,0; ov,00,9 m/s Págia 6 de 6