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Programa para el cálculo de los conjugados en el salto hidráulico.

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by

edith bonilla lopez

on 7 December 2012

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Transcript of Programa para el cálculo de los conjugados en el salto hidráulico.

Universidad Nacional Autónoma de México Maestría en Ingeniería Civil - Hidráulica 3a. FERIA DE INNOVACIÓN Y CREATIVIDAD EN INGENIERÍA HIDRÁULICA Programa para el cálculo de los conjugados en el Salto Hidráulico. Presentan:
Ing. Edith Bonilla López
Ing. Eduardo Chan Gaxiola
Ing. Marvin Montoya Gaxiola
Ing. Oscar Alan Valenzuela Sanchez OBJETIVO DESARROLLO EJEMPLOS Conclusiones GRACIAS POR SU ATENCIÓN INTRODUCCIÓN SALTO HIDRÁULICO GENERALIDADES


Flujo bruscamente variado.

Las características hidráulicas cambian rápidamente en una distancia corta.

Cambio de régimen supercrítico a subcrítico.

Aumento súbito del tirante y pérdida de energía. CLASIFICACIÓN

Normal




Barrido

Sumergido CASOS

Pie de vertedores






Cambio de pendiente






Descarga de compuerta







Estructuras aforadoras Usos Disipador de energía para prevenir socavación

Recuperar el nivel del agua

Incrementar gasto descargado en compuerta

Mezclar sustancias químicas en tratamiento de aguas residuales

Remover bolsas de aire en líneas de abastecimiento de agua potable PROBLEMÁTICA Facilitar el cálculo de uno de los conjugados del salto hidráulico conociendo uno de los regímenes utilizando un programa elaborado en MATLAB 7.10.0. de manera que al compararlo con las técnicas comunes (nomogramas, tablas,...) no se encuentran diferencias relevantes, siendo el uso del programa un método más eficiente. SECCIÓN TRAPECIAL Obtenga el tirante conjugado mayor correspondiente, si la sección es trapecial con ancho de 6 m, talud de 2, conjugado menor de 1 m y gasto de 48 m3/s. Solución con MATLAB SECCIÓN RECTANGULAR Obtenga el tirante conjugado mayor correspondiente si la sección es rectangular con ancho de 6 m, conjugado menor de 1 m y gasto de 36 m3/s. Solución con MATLAB SECCIÓN TRIANGULAR Obtenga el tirante conjugado mayor correspondiente, si la sección es triangular con talud de 2, conjugado menor de 1 m y gasto de 48 m3/s. Solución con MATLAB DESARROLLO DEL PROGRAMA EN MATLAB 7.10.0 Se utilizó el software MATLAB 7.10.0 para realizar el programa. DATOS REQUERIDOS Características del canal:

Plantilla del canal (m)

Talud (m)

Gasto (m3/s)


Régimen conocido:

Tirante PROCESO INTRODUCCIÓN DE DATOS CÁLCULO DE:

ÁREA

MOMENTO DE LA SECCIÓN CONOCIDA

VALOR DE LOS COEFICIENTES DE LA ECUACIÓN DEDUCIDA ANTERIORMENTE. APLICACIÓN DE LA ECUACIÓN DEDUCIDA:

C1 X^6+C2 X^5+C3 X^4+C4 X^3+C5 X^2+C6 X+C7=0 CÁLCULO DEL CONJUGADO BUSCADO UTILIZACIÓN DEL MÉTODO DE BISECCIÓN MÉTODOS DE APOYO Método de la Bisección:

Utiliza un intervalo para buscar la raíz, en tal lapso la función cambia de signo.

Requiere que el producto f(xi)*f(xs) sea menor que cero , una de las funciones debe ser positiva y otra negativa.

Se calcula el punto medio x=(xi-xs)/2

Para esta nueva x se evalúa la función

Se acorta el intervalo y se repite el proceso hasta que se cumpla con la tolerancia deseada. La importancia del uso de las herramientas actuales, en este caso el software MATLAB 7.10.0, está en que facilitan los cálculos que incluyen operaciones complicadas, a través de la programación.

El uso de este programa muestra resultados consistentes con los métodos utilizados comúnmente en la práctica, el beneficio radica en el aumento de la eficiencia del cálculo para las condiciones del salto hidráulico así como evitar los errores de precisión.

El periodo en el que se realizan los cálculos de las condiciones del salto hidráulico, ayuda a disminuir el periodo de diseño de obras hidráulicas pertinentes. Dificultad para la solución numérica de las ecuaciones de orden superior utilizadas para encontrar uno de los conjugados del salto hidráulico conociendo uno de los regímenes.

El uso de nomogramas están limitados a secciones rectangulares y trapeciales. RECOMENDACIONES Complementar el programa con el cálculo de las otras características del salto (longitud de salto total, longitud de remolino, altura del salto, eficiencia del salto) DESARROLLO MATEMÁTICO
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