2da Tarea El Caudal
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PRESENTACION
El caudal es un dato importante que se debe considerar en todo proyecto
hidrulico, pues un mal clculo de este hara fracasar el diseo de las obras
hidrulicas ya sea canales, represas, bocatomas, sistemas de regado, etc.
Para esto se debe realizar los clculos para obtener el valor del caudal medio,
mximo y mnimo de la zona donde se realizara el proyecto, para esto se
deber contar con estaciones ndice que estarn situados cerca de la zona del
proyecto.
Para esto se realiz la siguiente tarea con el fin de obtener caudales en
funcin a datos entregados y tambin con el fin de experimentar estos tipos de
clculos, el presente trabajo se realiz siguiendo los procesos indicados en
clase y esperando que sea del agrado del docente los resultados obtenidos.
Para realizar el trabajo, los clculos fueron hechos en tablas de Excel, tambin
se utiliz AutoCAD lo que permiti reducir el tiempo pues los clculos son muy
largos y estresantes pero todo sea por formarnos de mejor manera.
Atte. El grupo
1. Calcule el caudal con la informacin dada en la tabla de abajo.
Suponga que la calibracin del medidor es de la forma v = a+bn, con a = 0.1 Y b = 2.2 para v en pie/seg.
2 1 0.6 10 50
2.8 22 55
0.7 35 52
4.2 28 53
1 40 58
5 32 58
1.3 45 60
3.5 28 45
0.9 33 46
13 2.2 1.3 22 50
15 0.8 0.5 12 49
17 0
4
6
9
11
5.2
6.3
4.4
3.5
DISTANCIA
DESDE LA
ORILLA
PROFUNDIDAD
(pies)
PROFUNDIDAD DEL
CORRENTOMETRO
(pies)
REVOLUCIONES TIEMPO (seg)
-
Seccin del rio en estudio
-
El caudal total del rio ser la suma de los caudales obtenidos en cada seccin:
a=0.1
b=2.2
velocidad ALTURA DEL
media (pie/seg) RECT.
2 1 0.6 10 50 0.2 0.54 0.54 1.625 3 4.88 2.6325
2.8 22 55 0.4 0.98
0.7 35 52 0.6730769 1.58
4.2 28 53 0.5283019 1.26
1 40 58 0.6896552 1.62
5 32 58 0.5517241 1.31
1.3 45 60 0.75 1.75
3.5 28 45 0.6222222 1.47
0.9 33 46 0.7173913 1.68
13 2.2 1.3 22 50 0.44 1.07 1.068 2.33333333 2 4.67 4.984
15 0.8 0.5 12 49 0.244898 0.64 0.63877551 1.15 3 3.45 2.203776
17 0 SUMA: 62.1382
REVOLUCIONES TIEMPO (seg)
V=a+bn v=0.1+2.2n
R/t (n) V (pie/seg)
DISTANCIA
DESDE LA
ORILLA
PROFUNDIDAD
(pies)
PROFUNDIDAD DEL
CORRENTOMETRO
(pies)
2
2.5
2.5
2
4
6
9
11
5.2
6.3
4.4
3.5 1.280384615
1.439752765
1.531896552
1.573574879
AREA DEL
RECT.CAUDAL
6.73
12.75
14.50
8.70
6.598601
16.09376
19.05
12.77933
3.36663333
5.09996667
5.8
4.35
BASE DEL
RECT.
= 69.166953/
-
2) A continuacin se presentan las descargas medias diarias en metros cbicos por segundo en una estacin
de medicin para un perodo de 5 das. Cul es el caudal medio para el perodo en metros cbicos por
segundo?.Cul es el volumen total durante el perodo en metros cbicos? Si el rea tributaria es de 100,000
km^2cul es la lmina de escorrenta equivalente en mm?
Caudal promedio: =1030.75260.48
51= 242.568 106
3
= 2807.5
3
volumen *10^6 volumen
m^3 acumulado
1 60.48 60.48
2 414.72 475.2
3 267.84 743.04
4 174.528 917.568
5 113.184 1030.752
dia
-
Volumen total durante el periodo: = 1030.752 1063
dia caudal (m^3/seg) porcentaje caudal
1 700 20 4800
2 4800 40 3100
3 3100 60 2020
4 2020 80 1310
5 1310 100 700
-
3. Dibujar la curva de duracin para los datos de la tabla de abajo. Las
cifras son caudales medios mensuales en m3/seg.
Si se va a instalar una central hidroelctrica en el sitio donde se han medido los caudales de la tabla, cul sera una primera estimacin razonable del caudal de diseo y del volumen anual turbinado? Cul es el valor del caudal medio mensual con un perodo de retorno de 10 aos?
dias ao 1 ao 2 ao 3
enero 31 110 180 193
febrero 28 102 118 109
marzo 31 97 88 99
abril 30 84 79 91
mayo 31 70 56 82
junio 30 62 52 74
julio 31 45 47 68
agosto 31 67 35 43
septiembre 30 82 60 30
octubre 31 134 75 48
noviembre 30 205 98 49
diciembre 31 142 127 63
Calculo de caudal promedio para cada mes y su porcentaje respectivo:
meses porcentaje caudal prom.
enero 8.33 161.00
febrero 16.67 117.33
marzo 25.00 110.67
abril 33.33 109.67
mayo 41.67 94.67
junio 50.00 85.67
julio 58.33 84.67
agosto 66.67 69.33
septiembre 75.00 62.67
octubre 83.33 57.33
noviembre 91.67 53.33
diciembre 100.00 48.33
-
Curva de duracin:
Cul sera una primera estimacin razonable del caudal de diseo y del volumen anual turbinado? La primera estimacin del caudal seria:161m3/seg y el volumen anual turbinado es el volumen acumulado en este caso veremos la tabla sigte:
caudal prom vol.*10^6 m3
vol. acumulado (m3)*10^6
161.0 431.2224 431.2224
109.7 265.3056 696.528
94.7 253.5552 950.0832
84.7 219.456 1169.5392
69.3 185.7024 1355.2416
62.7 162.432 1517.6736
53.3 142.848 1660.5216
48.3 129.456 1789.9776
57.3 148.608 1938.5856
85.7 229.4496 2168.0352
117.3 304.128 2472.1632
110.7 296.4096 2768.5728
Por tanto el volumen turbinado es: 2768.57 *10^6 m3.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00
m^3
/se
g
%
-
4. La figura representa un hidrograma simplificado. Calcular y dibujar la curva masa.
Calculo del volumen: 0
-
36000 8.9 0.3
39600 7.8 0.3
43200 6.7 0.3
46800 5.6 0.3
50400 4.4 0.2
54000 3.3 0.2
57600 2.2 0.1
61200 1.1 0.1
64800 0.0 0.0
Se resumen los clculos en la tabla siguiente:
tiempo (
horas)
tiempo (seg)
volumen *10^6(m3) vol.
acuml.*10^6(m3)
0 0 0.0000 0.0000
1 3600 0.0120 0.0120
2 7200 0.0480 0.0600
3 10800 0.1080 0.1680
4 14400 0.1440 0.3120
5 18000 0.1800 0.4920
6 21600 0.2160 0.7080
7 25200 0.2520 0.9600
8 28800 0.2880 1.2480
9 32400 0.3240 1.5720
10 36000 0.3200 1.8920
11 39600 0.3080 2.2000
12 43200 0.2880 2.4880
13 46800 0.2600 2.7480
14 50400 0.2240 2.9720
15 54000 0.1800 3.1520
16 57600 0.1280 3.2800
17 61200 0.0680 3.3480
18 64800 0.0000 3.3480
-
Grfico de la curva masa:
5. Una corriente proporciona los siguientes volmenes en un perodo de
80 das en el lugar de un posible reservorio. a) Dibujar la curva masa. b) Determinar los caudales medio, mximo y mnimo. c) que capacidad de reservorio se necesita para asegurar un caudal regulado igual al caudal medio del perodo si el reservorio arranca el perodo estando lleno? d) Qu cantidad de agua se perdera en este caso por el aliviadero de demasas del embalse?
dia volumen
*10^6 m3
volumen acumulado
dia volumen
*10^6 m3 volumen
acumulado dia
volumen *10^6 m3
volumen acumulado
0 0 0 28 0.7 19.2 56 0.6 26.7
2 2 2 30 0.8 20 58 1.2 27.9
4 3.2 5.2 32 0.8 20.8 60 1.4 29.3
6 2.3 7.5 34 0.7 21.5 62 1.8 31.1
8 2.1 9.6 36 0.7 22.2 64 2 33.1
0.0000
0.5000
1.0000
1.5000
2.0000
2.5000
3.0000
3.5000
4.0000
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000
volu
me
n a
cum
ula
do
MM
C
t(seg)
-
10 1.8 11.4 38 0.5 22.7 66 2.3 35.4
12 2.2 13.6 40 0.4 23.1 68 3.2 38.6
14 0.9 14.5 42 0.7 23.8 70 3.4 42
16 0.5 15 44 0.8 24.6 72 3.5 45.5
18 0.3 15.3 46 0.4 25 74 3.7 49.2
20 0.7 16 48 0.3 25.3 76 2.8 52
22 0.7 16.7 50 0.2 25.5 78 2.4 54.4
24 0.6 17.3 52 0.2 25.7 80 2 56.4
26 1.2 18.5 54 0.4 26.1
a. Grfico de la curva masa:
b. Determinar los caudales medio, mximo y mnimo. Calculo de Caudal medio Coordenada punto bajo: (80,56.4) Coordenada punto alto: (0,0) Tangente: 0.705 Caudal medio = 8.16 m3/seg Calculo de Caudal mximo Coordenadas punto Q: (12,13.6) Tangente: 1.133 Caudal mximo= 13.11 m3/seg Calculo de caudal mnimo: Coordenadas punto T: (58,27.9) Tangente: 0.481 Caudal mnimo=5.57 m3/seg
-
c. que capacidad de reservorio se necesita para asegurar un caudal
regulado igual al caudal medio del perodo si el reservorio arranca el perodo estando lleno? Se necesitara el volumen que corresponda al caudal mximo por tanto correspondera a la ordenada del punto Q. La capacidad del reservorio ser= 13.52 *10^6 m3