HALLAR CAUDAL Y TIRANTE DE UN CANAL TRAPEZOIDAL

HALLAR CAUDAL Y TIRANTE DE UN CANAL TRAPEZOIDAL 

Ejercicio 01: Nos piden encontrar el  caudal y el tirante de agua para un canal trapezoidal. El ancho de solera de 2 m , el talud de las paredes laterales de 1.5, la pendiente de 1 por mil, el coeficiente de rugosidad de 0.0 25 y la velocidad de flujo de 0.8 m/s.

Lo primero que vamos a hacer es determinar el tirante en el canal, entonces tenemos que por la ecuación de Manning.

V=1/n *R^(2/3)*S^0.5

Reemplazando R=A/P en la ecuación de Manning tenemos :

(V*n/S^0.5)^3=A^2/P^2 ....(1)

 Reemplazando el área para un canal trapezoidal A= by + Zy^2 y el perímetro para un canal trapezoidal p= b + 2y* raiz(1+z^2) en la ecuación (1)  y sustituyendo los valores respectivos tenemos:

y=0.759 m 

Una vez que hemos determinado el tirante, vamos a determinar el área para luego determinar el caudal :

A= by + Zy^2

A= 2*0.759 + 1.5*0.759^2=2.382 m2

Q=V*A=0.8*2.382=1.906 m3/s

Ejercicio 02: Nos piden determinar el ancho de solera. Tenemos como datos que el caudal 1.906 m3/s , tirante de agua 0.759 metros, talud de las paredes laterales 1.5,  pendiente 1 por mil, el coeficiente de rugosidad de 0.025. 

Solución:

Por la ecuación de Manning.

Q=1/n *R^(2/3)*S^0.5*A

Reemplazando R=A/P en la ecuación de Manning tenemos :

(Q*n/S^0.5)^3=A^5/P^2 ....(1)

Reemplazando el área para un canal trapezoidal A= by + Zy^2 y el perímetro para un canal trapezoidal p= b + 2y* raiz(1+z^2) en la ecuación (1)  y sustituyendo los valores respectivos tenemos:

b= 2 m 

Una vez que hemos determinado el ancho de solera, vamos a determinar el área para luego determinar la velocidad correspondiente :

A= by + Zy^2

A= 2*0.759 + 1.5*0.759^2=2.382 m2

V=Q/A=1.906/2.382=0.8 m/s