Universidad Nacional De Trujillo
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
INGENIERIA MECATRÓNICA
DISEÑO DE COMPUERTAS TAINTOR
ESTUDIANTES:






Cajo Flores Nilo
Gongora Bayona Jorge
Leiva Calvanapon Omar
Rodriguez Ochoa Jairo
Vasquez Cabanillas Ivan
Zuñiga Cruzado William
DOCENTE: Luis Julca Verastegui
CURSO: Mecânica de fluidos
Universidad Nacional De Trujillo
Índice
Introducción ------------------------------------------------------------------------- 1
Resumen ----------------------------------------------------------------------------- 2
Objetivos ----------------------------------------------------------------------------- 3
Hipótesis ------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------- 3
Fundamento teórico---------------------------------------------------------------- 4
Esquema y Dimensionamiento ------------------------------------------------------------------------------------------------ 7
Cálculos y resultados ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
Graficas ------------------------------------------------------------------------------- 25
Simulación y análisis --------------------------------------------------------------- 30
Conclusiones ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 50
Bibliografía ---------------------------------------------------------------------------- 52
Anexos ------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------- 53
Universidad Nacional De Trujillo
INTRODUCCIÓN
En el Perú desde tiempos
tiempos ancestrales la actividad agrícola
agrícola siempre ha sido d
de
e vital
importancia,
importanc
ia, la cual se ha ido
desarrolland
desarrollando
o
paulatiname
paulatinamente
nte conforme se iban
mejorando y adquiriendo nuevas técnicas y saberes.
Entre estas nuevas adquisicion
adquisiciones
es de conocimien
conocimientos
tos p
para
ara el
desarrollo e
implementación
implement
ación se encuentran la ejecución de grandes obras hidráulicas admirables
para su época, las cuales fueron utilizadas para la desviación y/o almacenamie
almacenamiento,
nto, del
agua, la cual posteriormente la utilizaban para el riego o su uso doméstico.
Con el pasar del tiempo estas
estas obras se fueron perfeccion
perfeccionando,
ando, pero manten
manteniendo
iendo los
mismos principios de la mecánica.
Algunos de estos principios que se usan son la de la mecánica de fluidos y la
Hidráulica los cuales nos permiten la liberación controlad
controlada
a del flujo de agua de los
grandes depósitos accionados mediante los diferentes tipos de compuertas y
elevadores hidráulicos,
hidráulicos, tales como las compuertas tipo Taintor.
Actualmente este tipo de sistemas son utilizados con fines industriales o agrícolas así
como la del proyecto Chavimochic la cual es la tercera de mayor importancia en el
Perú y es considerado por muchos como la más importante obra hidráuli
hidráulica
ca iniciada en
la costa norte peruana, en donde este tipo de compuertas son las encargadas de
retener o dejar pasar el flujo de agua proveniente del rio Santa, donde se inicia el
proyecto
Por la importancia mencionada anteriormente es así que en el presente informe
analizaremos y evaluaremos el diseño de una compuerta tipo Taintor para la
regulación de caudal para la cual utilizaremos el software de simulación Solidworks
Además se harán
todos los cálculos necesarios de fuerzas y momentos que
intervienen, para la posterior elección del material y dimensiones de la compuerta.
Mecánica de Fluidos
1
Universidad Nacional De Trujillo
RESUMEN
A través de los años se ha visto la necesidad de realizar proyectos de irrigación,
sistemas de drenaje con fines agrícolas.
Algunos de estos proyectos fue la construcción de presas y compuertas. Las cuales
se siguen
siguen co
construyendo
nstruyendo hasta la a
actualidad
ctualidad por ser: simpl
simples,
es, fácil
fáciles
es d
de
e man
mantener,
tener, y
económicas.
Estas compuertas son dispositivo hidraulo-mecánico destinado a regular el pasaje de
agua u otro fluido en una tubería. Estructuralmente consta de una placa móvil, plana o
curva, que al levantarse, forma un orificio entre su borde inferior y la estructura
hidráulica a la que se u
une.
ne. Este tipo de diseños son usados genera
generalmente
lmente en la
construcción de represas para el almacenamiento de agua
Existen diferentes tipos de compuertas tales como deslizantes, rodantes,
hidrodinámicas,
hidrodinámi
cas, tipo charnelas, ra
radiales,
diales, etc,
En el presente
presente infor
informe
me anali
analizamos
zamos
las compu
compuertas
ertas tipo tai
taintor
ntor o radiales cuya
importancia radica en que son las más utilizadas y requeridas en nuestro medio
regional y nacional. Pudiendo aprovechar esta situación para la implementación de
sistemas mecatrónicos en este tipo de compuertas
Hicimos el análisis correspondiente
las fuerzas y momentos ejercidos sobre la
compuerta asi como la simulación respectiva en el software de diseño Solidworks
Mecánica de Fluidos
2
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OBJETIVOS




Comprender y reconocer el funcionamien
funcionamiento
to de las compuertas tipo Taintor,
así como tener en cuenta sus aplicaciones y posible adaptación a los sistemas
mecatrónicos
Utilizar diversos conocimient
conocimientos
os de diseño asi como de resistenc
resistencia
ia de
materiales para el desarrollo de una compuerta tipo radial.
Realizar un análisis de fuerzas y momentos sobre las fuerzas que se generan
sobre la compuerta Taintor.
Lograr un criterio de diseño integrador que permita construir compuertas
radiales más duraderas y con mejores beneficios.
HIPÓTESIS
El fluido con el que se trabajo es el agua a 10 °C
Se utilizaron medidas estipuladas por el docente.
R(m)
d(m)
L(m)
b(m)
8
6
24
12
Mecánica de Fluidos
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Como ya mencionamos anteriormente las compuertas tipo taintor son unas de las más
usadas en las obra
obrass hidráulica
hidráulicass en el Pe
Perú
rú por ser una de las más confiables y la de
menos costo.
Estas compuertas
compuertas con forma de sector circular giran alred
alrededor
edor de una articu
articulación,
lación,
por medio de unos brazos radiales
radiales fijados al tablero para transmitir la presi
presión
ón del agua
a la estructura.
Las partes principales de este tipo de compuerta son:
TABLERO
Está conformada una superficie
superficie de revol
revolución
ución cuyo centro de curvatura coi
coincide
ncide con
el eje de giro de la compuerta, estructuralme
estructuralmente
nte es formada
por arma
armaduras
duras
compuestas de una o vari
varias
as vi
vigas
gas en posición horizontal con re
refuerzos
fuerzos vverticales
erticales
dando así una gran rigidez y resistencia a la torsión.
La superficie inferior
inferior del tablero se recu
recubre
bre generalme
generalmente
nte con chapas de acero de
manera que se obtenga superficies planas para facilitar su m
mantenimient
antenimiento.
o.
Su función principal es soportar la carga hidráulica de la compuert
compuerta
a encargándose de
transmitir los esfuerzos a los brazos de la comp
compuerta
uerta y estos a su vez a los goznes de
giro.
GOZNES
Están hechos de acero unidos a cada uno de los Brazos de la compuerta. Pueden
llevar casquillos de bronce para gira
girarr sobre lo
loss ejes de giro o llevar rótulas es
esféricas
féricas
los cuales están apoyado
apoyadoss en soportes de ac
acero
ero atornill
atornillados
ados sobre llas
as ménsulas qu
que
e
sobresalen de la estructura.
SELLOS
Su principal
principal funció
función
n es
permitir la hermetici
hermeticidad
dad en la represa evitando fugas
indeseadas. Generalmente los sellos son fabricados con compuestos de Caucho se
dispone de una gran variedad de sellos estándar para minimizar el coeficiente
rozamiento entre el sello y la solera. Son a ajustables a los tornillos para permitir una
alineación vertical.
Mecánica de Fluidos
4
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ACCIONAMIENTO
El accionamiento de las compuertas puede realizarse mediante sistemas
electromecánico,
electromecáni
co, moto reductor, y sistema oleo hidráulicos, con un cilindro hidráuli
hidráulico
co
en cada brazo, de modo que en los dos dispositivos de accionamiento, mecánico e
hidráulico, las tensiones en los cables de acero y las presiones en los dos cilindros
sean iguales. El sistema de accionamiento Oleo hidráulico es el más recomendado por
su costo, versatilidad requiere poco mantenimiento
mantenimiento..
ACCIONAMIENTO POR MOTORREDUCTOR
Este tipo de accionamiento se encarga de dar la velocidad óptima que produzca un
mínimo desgaste del husillo en la subida de la compuerta.
El moto reductor irá en función de las dimensiones y de la presión hidráulica en la
compuerta.. Además el accionamiento eléctrico irá acompañado de un limitador de par
compuerta
electrónico para evitar sobreesfuerz
sobreesfuerzos,
os,
ACCIONAMIENTO HIDRAULICO O NEUMATICO
Constituido mediante cilindros neumáticos o hidráulicos, y solo tienen aplicación en
compuertas de un solo husillo. El sistema será de apertura todo-nada.
HIERROS FIJOS
Utilizados para el apoyo y cierre de la compuerta, tanto en la solera como en los
laterales.
Estos elementos llevan un dispositivo para nivelación por medio de pernos de anclaje
que permiten ajustarlos en montaje al conjunto de la compuerta.
Mecánica de Fluidos
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Mecánica de Fluidos
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ESQUEMA DE LA COMPUERTA Y DIMENSIONAMIENTO:

Material de la compuerta: Acero AISI estirado en frío

Plancha: espesor 400mm; radio =8000mm; altura de la compuerta=60
compuerta=6000mm,
00mm,
ancho=12000mm.
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
Soportes: espesor =500mm.
Mecánica de Fluidos
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
Soporte auxiliar: espesor=20
espesor=200mm.
0mm.

Compuerta tipo TAINTOR ensamblada.
2
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Propiedades Físicas
Mecánica de Fluidos
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CÁLCULOS Y RESULTADOS:
Definimos las constantes usadas en el cálculo
:
CONTANTES
valor
Ax
Ay
Ps
g
V estructura
densidad del agua
masa (estructura)
C.G estruct. En y(Cy)
72 m
32.496 m
101325 Pa
9.81  
7.4652 
1000 
58601.81 Kg
3.0128
C.G estruct. En x(Cx)
(Izz)c (estructura)
Área de acción
Fpatm(H)
Fpatm(V)
CG(respecto de O)gx
CG(respecto de O)gy
2.01434
1141.124 kg.m2
85.48446 
7295400 N
3292657.2 N
5.98566 m
3.0128 m
Cálculos del volumen equivalente y parámetros auxiliares, para cada nivel (Li)

Para el volumen:

Para Li=34 entonces
Vequi.= 1240.223

Para Li=32
Vequi=1240.223-65.004=1175.219
=1240.223-65.004=1175.219..

Para Li=30 entonces
Vequi.= 1175.219-65
1175.219-65.004=1110.215
.004=1110.215
Mecánica de Fluidos
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
Para Li=28
Vequi=1110.215-65.004=1045.211

Y así sucesivamen
sucesivamente
te hasta Li=10, donde el Vequi=525.17965.004=460.175
longitudes(Li)
m
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10

volumen de agua
equivalente m^3
1240.223
1175.219
1110.215
1045.211
980.207
915.203
850.199
785.195
720.191
655.187
590.183
525.179
460.175
Para el centro de gravedad variable:
Los datos de solidworks para cada altura son:
Mecánica de Fluidos
longitudes(Li)
m
centro de gravedad
en la dirección x (m)
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
1.38187
1.38339
1.3851
1.38702
1.38919
1.39167
1.39453
1.39787
1.40181
1.40653
1.41228
1.41947
10
1.42868
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
Para 
ℎ  =  +
ℎ − 

Se obtiene la siguiente lista de datos
(hc)Ax m
37
35
33
31
29
27
25
23
21
19
17
15
13

Para hallar el valor de Yc
Hacemos que el Centro de gravedad de la estructu
estructura
ra en y(Cy)=
3.0128….(constante)
Es decir: Yc=3.0128+Li

Para Li=34 → Yc=3.0128+34= 37.0128

Para Li=32 → Yc=3.0128+32= 35.0128

Para Li=30 → Yc=3.0128+30= 33.0128
Mecánica de Fluidos
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
Para Li=28 → Yc=3.0128+28= 31.0128

Y así sucesivamente hasta Li=10, donde Yc=3.0128+
Yc=3.0128+10=
10= 13.0128
longitudes(Li)
m
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10

Yc m
37.0128
35.0128
33.0128
31.0128
29.0128
27.0128
25.0128
23.0128
21.0128
19.0128
17.0128
15.0128
13.0128
Para (Yp)
Para hallar el valor del centro de presiones (Yp) nos apoyamos del auxiliar:
“Aux(Izz/Yc)” el cual es igual al cociente del momento de inercia con cada Yc
Yc..
El centro de presiones Yp:
 =

 
+ 
Entonces:
Donde lzz= 1141.124 m4

Para Yc= 37.0128 → Aux=1141.124/37.0128=30.
Aux=1141.124/37.0128=30.83.05
83.05
Entonces: Yp= (Aux/85.4844
(Aux/85.48446)+37.0128=
6)+37.0128= 37.37
Mecánica de Fluidos
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
Para Yc=35.0128 → Aux =1141.124/35.0128=32.59
Entonces: Yp= (Aux/85.4844
(Aux/85.48446)+37.0128=
6)+37.0128= 35.39

Para Yc= 33.0128 → Aux =1141.124
=1141.124/33.0128=34.
/33.0128=34.566
566
Entonces: Yp= (Aux/85.4844
(Aux/85.48446)+37.0128=
6)+37.0128= 33.417

Para Yc=31.0128 → Aux =1141.124/31.0128=36.795
Entonces: Yp== (Aux/85.48446
(Aux/85.48446)+37.0128=
)+37.0128= 31.44

Y así sucesivament
sucesivamente
e hasta Yc=13.0128 donde el Aux =87.69
Entonces: Yp=14.038
Yc m
Aux(Izz/Yc) m3
Yp m
37.0128
30.8305235
37.3734565
35.0128
32.5916236
35.3940579
33.0128
34.5661077
33.4171555
31.0128
36.7952587
31.4432321
29.0128
39.3317432
29.472904
27.0128
42.2438251
27.5069696
25.0128
45.6216017
25.546483
23.0128
49.586491
23.5928644
21.0128
54.3061372
21.648075
19.0128
60.0187242
19.714901
17.0128
67.0744381
17.797439
15.0128
76.0100714
15.9019683
13.0128
87.6924259
14.0386289
Mecánica de Fluidos
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Resumiendo todos los d
datos
atos anteriores en una sola tabla se obtiene:
VOLUMEN EQUIVALENTE
longitudes(Li) volumen de agua centro de gravedad
equivalente(Vequi) en la dirección x
34
1240.223
1.38187
32
1175.219
1.38339
30
1110.215
1.3851
28
1045.211
1.38702
26
980.207
1.38919
24
915.203
1.39167
22
850.199
1.39453
20
785.195
1.39787
18
720.191
1.40181
16
655.187
1.40653
14
590.183
1.41228
12
525.179
1.41947
10
460.175
1.42868
(hc)Ax
Yc
37
35
33
31
29
27
25
23
21
19
17
15
13
37.0128
35.0128
33.0128
31.0128
29.0128
27.0128
25.0128
23.0128
21.0128
19.0128
17.0128
15.0128
13.0128
Aux(Izz/Yc)
30.8305235
32.5916236
34.5661077
36.7952587
39.3317432
42.2438251
45.6216017
49.586491
54.3061372
60.0187242
67.0744381
76.0100714
87.6924259
Cálculos de la fuerza horizontal y la fuerza vertical por efectos de la presión, para cada
nivel (Li):

Para hallar FH :
 =   + ℎ  
Entonces:

Para ℎ = 37 → FH = 7295400+(1000*9,81*37*72)=33429240

Para ℎ = 35 → FH = 7295400+(1000*9,81*35*72)=32016600

ℎ = 33 → FH = 7295400+(1000*9,81*33*72)=30603960

ℎ = 31 → FH = 7295400+(1000*9,81*31*72)=29191320
Mecánica de Fluidos
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Universidad Nacional De Trujillo

Y así sucesivamen
sucesivamente
te hasta ℎ = 13
FH = 7295400+ (1000*9,81*13*72)=16477560
(hc)Ax m

FH N
37
35
33
31
29
27
25
23
21
19
33429240
32016600
30603960
29191320
27778680
26366040
24953400
23540760
22128120
20715480
17
15
13
19302840
17890200
16477560
Para FV hacemos:
 =  .  + . . 

Para  = 1240.223 m3
FV = 3292657.2+(9.81*1000*1240.233)=15459244.8



Para  = 1175.219 m3
FV = 3292657.2+(9
3292657.2+(9.81*1000*1175
.81*1000*1175.219)=14821
.219)=14821555.6
555.6
Para  = 1110.215 m3
FV = 3292657.2+(9.81*1000*1110.215)=14183866.4
Mecánica de Fluidos
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Universidad Nacional De Trujillo


Y así sucesivamente se obtiene :
volumen de agua
equivalente
1240.223
15459244.8
1175.219
1110.215
1045.211
980.207
915.203
850.199
785.195
720.191
655.187
590.183
525.179
460.175
14821555.6
14183866.4
13546177.1
12908487.9
12270798.6
11633109.4
10995420.2
10357730.9
9720041.67
9082352.43
8444663.19
7806973.95
FV
Para hallar El FH(res)
F H(res)
FH(res)=FH-7295400
Dónde:
FH N

FH(res) N
FH(res)= 33429240-7295400 = 26133840

FH(res)= 32016600-7295400 = 24721200

FH(res)= 30603960-7295400 = 23308560

FH(res)= 29191320-7295400 = 21895920

Y asi sucesivamente
sucesivament e hasta FH(res)=
16477560-7295400 = 9182160
Mecánica de Fluidos
33429240
32016600
26133840
24721200
30603960
29191320
27778680
26366040
24953400
23540760
22128120
20715480
19302840
17890200
23308560
21895920
20483280
19070640
17658000
16245360
14832720
13420080
12007440
10594800
16477560
9182160
18
Universidad Nacional De Trujillo

Para hallar el FV(res)
FH(res)=FV-3292657.2
Dónde:


FV(res)= 15459244.8-3292657
15459244.8-3292657.2
.2 = 12166587.6
FV(res)= 14821555.6-3292657
14821555.6-3292657.2=
.2= 11528898.4

FV(res)= 14183866.4-3292657
14183866.4-3292657.2
.2 = 10891209.2

FV(res)= 13546177.1-3292657
13546177.1-3292657.2
.2 = 10253519.9

Y asi sucesivamente
sucesivament e hasta FV(res)= 7806973.95-32926
7806973.95-3292657.2
57.2 =
4514316.75
Mecánica de Fluidos
FV
FV(res)
15459244.8
14821555.6
14183866.4
13546177.1
12908487.9
12270798.6
11633109.4
10995420.2
10357730.9
12166587.6
11528898.4
10891209.2
10253519.9
9615830.67
8978141.43
8340452.19
7702762.95
7065073.71
9720041.67
9082352.43
8444663.19
7806973.95
6427384.47
5789695.23
5152005.99
4514316.75
19
Universidad Nacional De Trujillo
Resumiendo todos los d
datos
atos anteriores en una sola tabla se obtiene:
longitudes(Li)
longitudes(Li)
Yp
FH
FV
FH(res)
FV(res)
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
37.3734565
35.3940579
33.4171555
31.4432321
29.472904
27.5069696
25.546483
23.5928644
21.648075
19.714901
17.797439
15.9019683
14.0386289
33429240
32016600
30603960
29191320
27778680
26366040
24953400
23540760
22128120
20715480
19302840
17890200
16477560
15459244.8
14821555.6
14183866.4
13546177.1
12908487.9
12270798.6
11633109.4
10995420.2
10357730.9
9720041.67
9082352.43
8444663.19
7806973.95
26133840
24721200
23308560
21895920
20483280
19070640
17658000
16245360
14832720
13420080
12007440
10594800
9182160
12166587.6
11528898.4
10891209.2
10253519.9
9615830.67
8978141.43
8340452.19
7702762.95
7065073.71
6427384.47
5789695.23
5152005.99
4514316.75
Cálculos del centro del centro de presiones, de la fuera de tensión y del torque.
torque .

Para hallar CP respecto de O (px) se hace:
CP= 8-(centro de gravedad en la dirección x)
Entonces para cada:

CP= 8-1.38187 = 6.61813

CP =8-1.3833
=8-1.38339=
9= 6.61661

CP =8-1.3851 = 6.6149

CP =8-1.38702 = 6.61298

Y asi sucesivamente
sucesivament e hasta CP =8-1.42868 = 6.57132
Mecánica de Fluidos
20
Universidad Nacional De Trujillo
centro de gravedad
en la dirección x
1.38187
1.38339
1.3851
CP
respecto de
O (px)
6.61813
6.61661
6.6149
1.38702
1.38919
1.39167
1.39453
1.39787
1.40181
1.40653
1.41228
1.41947
1.42868

6.61298
6.61081
6.60833
6.60547
6.60213
6.59819
6.59347
6.58772
6.58053
6.57132
Para hallar CP respecto de O (py) se hace:
CP= YP-Li
Entonces para cada:

CP= 37.3734565-3
37.3734565-34
4 = 3.37345647

CP =35.3940579
=35.3940579-32=
-32= 3.39405788


CP =33.4171555
=33.4171555-30
-30 = 3.41715545
CP =31.4432321=31.4432321-28
28 = 3.44323214

Y asi sucesivamente
sucesivament e hasta CP =14.0386289=14.0386289-10
10 = 4.03862886
Mecánica de Fluidos
21
Universidad Nacional De Trujillo
|

CPrespecto
de O (py)
Yp
34
32
30
37.3734565 3.37345647
35.3940579 3.39405788
33.4171555 3.41715545
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
31.4432321
29.472904
27.5069696
25.546483
23.5928644
21.648075
19.714901
17.797439
15.9019683
14.0386289
3.44323214
3.47290401
3.50696964
3.54648298
3.59286439
3.64807496
3.71490099
3.79743896
3.90196829
4.03862886
Para hallar Ft(tensión):
 =



.
.
  .
.


 + 


       

Entonces para cada  
   
    

FH(res)
26133840
24721200
23308560
21895920
20483280
19070640
17658000
16245360
14832720
13420080
12007440
10594800
9182160
Mecánica de Fluidos
CP respecto de
Ft(tensión)
O (py)
3.37345647
3.39405788
3.41715545
3.44323214
3.47290401
3.50696964
3.54648298
3.59286439
3.64807496
3.71490099
3.79743896
3.90196829
4.03862886
11064017
10531993.5
9999967.2
9467937.51
8935903.75
8403865.03
7871820.15
7339767.51
6807704.89
6275629.15
5743535.64
5211417.29
4679262.62
22
Universidad Nacional De Trujillo

Para hallar T(torque):
 =   
Entonces para cada:


T= (11064017)*8 = 88512136.3
T =(10531993.
=(10531993.5)*8=
5)*8= 84255948.2

T =(9999967.
=(9999967.2)*8
2)*8 = 79999737.6

T =(9467937.
=(9467937.51)*8
51)*8 = 75743500

Y asi sucesivamente
sucesivament e hasta T =4679262.62*
=4679262.62*8=
8= 37434101
Mecánica de Fluidos
Ft(tensión)
T(torque)
11064017
10531993.5
9999967.2
9467937.51
8935903.75
8403865.03
7871820.15
7339767.51
6807704.89
6275629.15
5743535.64
5211417.29
4679262.62
88512136.3
84255948.2
79999737.6
75743500
71487230
67230920.2
62974561.2
58718140.1
54461639.1
50205033.2
45948285.2
41691338.3
37434101
23
Universidad Nacional De Trujillo
Resumiendo todos los d
datos
atos anteriores en una sola tabla se obtiene:
longitudes(Li CP respecto
)
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
de O (px)
6.61813
6.61661
6.6149
6.61298
6.61081
6.60833
6.60547
6.60213
6.59819
6.59347
6.58772
6.58053
6.57132
Mecánica de Fluidos
CP respecto
de O (py)
3.37345647
3.39405788
3.41715545
3.44323214
3.47290401
3.50696964
3.54648298
3.59286439
3.64807 496
3.64807496
3.71490099
3.79743896
3.90196829
4.03862886
Ft(tensión)
11064017
10531993.5
9999967.2
9467937.51
8935903.75
8403865.03
7871820.15
7339767.51
6807704.89
6275629.15
5743535.64
5211417.29
4679262.62
T(torque)
88512136.3
84255948.2
79999737.6
75743500
71487230
67230920.2
62974561.2
58718140.1
54461639.1
50205033.2
45948285.2
41691338.3
37434101
Si Ft
=T/2(Ften)
1106401.703
1053199.353
999996.7199
946793.7506
893590.3749
840386.5027
787182.0149
733976.7509
680770.489
627562.9146
574353.5644
521141.7291
467926.2625
24
Universidad Nacional De Trujillo
Gráficos

Comportamiento
Comportamie nto del volumen para cada nivel:
volumen de agua equivalente Vs altura
)
3 1400
m
( 1200
e
t
n 1000
e
l
a 800
v
i
u
q 600
e
a 400
u
g
a 200
e
d
0
n
e
0
m
u
l
o
V

5
10
15
20
25
30
35
40
altura del del nivel del agua
Comportamiento
Comportamie nto del punto de presión en el e
eje
je X.
Longitud del nivel de agua Vs
Vs CP (px)
O 6.63
e
d
6.62
o
t
c
e
p 6.61
s
e
r
s 6.6
e
n
io 6.59
s
e
r
p 6.58
e
d
6.57
o
rt
n 6.56
e
C
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Longitud del nivel de agua
Mecánica de Fluidos
25
Universidad Nacional De Trujillo

Variación del punto de presión en el eje Y.
Longitud del nivel de agua Vs
Vs CP (py)
4.1
)
x 4
(p
O
o
j 3.9
fi
n3.8
e
g
ir 3.7
o
l
e 3.6
d
o
t 3.5
c
e
p3.4
s
e
r
P 3.3
C
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Longitud del nivel de agua

Comportamiento
Comportamie nto de la fuerza de tensión según el nivel del agua:
Nivel del agua(Li) Vs
Vs Ft(tension)
12000000
t
F
n10000000
o
i 8000000
s
n
e
t 6000000
e
d
4000000
a
z
r 2000000
e
F
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Nivel del agua
Mecánica de Fluidos
26
Universidad Nacional De Trujillo

Comportamiento
Comportamiento del tor
torque
que en el punto fijo según va
varíe
ríe Li.
Nivel del agua Vs T(torque)
T(torque)
100000000
90000000
O80000000
o
ji
f 70000000
o
t
n60000000
u
p
l 50000000
e
n40000000
e
e
u30000000
q
r
o20000000
T
10000000
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Nivel del agua (Li)

Asumiendo que existen tanto Torque como fuerza de tensión se obtuvo el
siguiente comportamien
comportamiento.
to.
Si Ft =T/2 entonces (Li Vs tension en la cuerda )
1200000
a
rd1000000
e
u
c 800000
a
l
n 600000
e
n 400000
o
i
s
n 200000
e
t
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Nivel del agua (Li)
Mecánica de Fluidos
27
Universidad Nacional De Trujillo
Graficas adicionales obtenidas con los datos de la simulación
Deformación
Altura
40.817
16
39.795
18
26.118
20
42.766
22
55.264
24
46.487
26
69.319
28
71.375
32
78.025
34
85.594
56.671
36
38
78.405
40
F de Seguridad
6.45
5.61
4.97
4.46
4.04
3.7
3.41
2.94
2.78
2.59
2.45
2.31
Altura
16
18
20
22
24
26
28
32
34
36
38
40
Mecánica de Fluidos
45
40
35
) 30
m
( 25
a
r
u
tl 20
A15
10
5
0
0
20
40
60
80
100
6
8
Deformacion (mm)
45
40
35
) 30
m
( 25
a
r
u
tl 20
A15
10
5
0
0
2
4
Factor de Seguridad
28
Universidad Nacional De Trujillo
Mpa
altura
82.168552
16
94.402008
18
106.63581
20
118.884872
22
131.104208
24
143.337552
26
155.572832
28
180.040512
32
192.274912
34
204.5088
36
216.741328
38
228.976352
40
45
40
35
30
)
m
( 25
a
r
u
tl 20
A
15
10
5
0
0
50
100
150
200
250
(MPa)
Mecánica de Fluidos
29
Universidad Nacional De Trujillo
SIMULACION Y RESULTADOS
R(m)
d(m)
L(m)
b(m)
8
6
24
12
Mecánica de Fluidos
30
Universidad Nacional De Trujillo
Mecánica de Fluidos
31
Universidad Nacional De Trujillo
Mecánica de Fluidos
32
Universidad Nacional De Trujillo
RESULTADOS SEGÚN VARIEMOS LA ALTURA:

Para una altura de h=40m con L=34, tenemos:
Mecánica de Fluidos
33
Universidad Nacional De Trujillo

Para una altura de h=38m con L=32, tenemos:
Mecánica de Fluidos
34
Universidad Nacional De Trujillo
Mecánica de Fluidos
35
Universidad Nacional De Trujillo

Para una altura de h=36m con L=30, tenemos:
Mecánica de Fluidos
36
Universidad Nacional De Trujillo

Para una altura de h=34m con L=28, tenemos:
Mecánica de Fluidos
37
Universidad Nacional De Trujillo
Mecánica de Fluidos
38
Universidad Nacional De Trujillo

Para una altura de h=32m con L=26, tenemos:
Mecánica de Fluidos
39
Universidad Nacional De Trujillo

Para una altura de h=28m con L=22, tenemos:
Mecánica de Fluidos
40
Universidad Nacional De Trujillo
Mecánica de Fluidos
41
Universidad Nacional De Trujillo

Para una altura de h=26m con L=20, tenemos:
Mecánica de Fluidos
42
Universidad Nacional De Trujillo

Para una altura de h=24m con L=18, tenemos:
Mecánica de Fluidos
43
Universidad Nacional De Trujillo
Mecánica de Fluidos
44
Universidad Nacional De Trujillo

Para una altura de h=22m con L=16, tenemos:
Mecánica de Fluidos
45
Universidad Nacional De Trujillo
Para una altura de h=20m con L=14, tenemos:
Mecánica de Fluidos
46
Universidad Nacional De Trujillo
Mecánica de Fluidos
47
Universidad Nacional De Trujillo

Para una altura de h=18m con L=12, tenemos:
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
Para una altura de h=16m con L=10, tenemos:
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Mecánica de Fluidos
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CONCLUSIONES

Se realizó los cálculos de la fuerza horizontal y vertical que actúan sobre la
compuerta radial así como el torque y la fuerza necesaria

Calculamos el centro de presiones de la compuerta radial.

Es necesaria la implementació
implementación
n de los al
algoritmos
goritmos de diseño en programas que
permitan simplificar pasos y ahorrar tiempo.
t iempo.

Por ejemplo en el caso particular cuando L=24, se tuvo los siguientes resultados.

Considerando sólo la tensión de la cuerda.
La tensión en la cuerda para ese nivel fue Ft= 8403865.03 N (Newton) con un
factor de seguridad de 3.16, lo cual es aceptable.

Considerando sólo el torque en el apoyo fijo:
El torque para ese nivel fue T=67230920.2 (W) con un factor de seguridad de
3.16

Consideran
Considerando
do que existen ambos, tanto torque como fuerza de tensión con
Ft=T/2
La fuerza de tensión aplicando ambos se obtuvo: Ften=840
Ften=840386.5027N
386.5027N

Comparando estos resultad
resultados
os se puede concluir que cuando se aplican tanto
el torque como la fuerza de tensión se obtiene una fuerza de tensión mucho
menor que cuando se aplica sólo Ff, Que es de Ften =840,386 K
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BIBLIOGRAFIA
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http://www.proemisa.com/archiv
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http://hidrometalica.com/wp-conten
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[[4]]http://www.coutex.es/fileadmin/user_upload/cou
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http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica
/articuloses/flujoencanales/comp
encanales/compuertas/compu
uertas/compuert
ert
as.html
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ANEXOS
Partes de una compuerta taintor

Brazos

Hierros Fijos
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Compuertas Taintor
PROYECTO CHAVIMOCHIC
El Proyecto Especial Chavimochic es un sistema de irrigación que se extiende en gran
parte de la costa de la Región La Libertad en la zona norte peruana.
Se extiende en la parte baja de las cuencas de los ríos Santa, en el cual se ubica la
bocatoma principal, Chao, Virú, Moche yChicama.
El objetivo del Proyecto Especial es el de garantizar el agua de riego en los
perímetros de riego de las partes bajas de las cuencas mencionadas.
En este proyecto se puede apreciar la utilización de este tipo de compuertas:
Compuertas tipo Taintor:
Encargadas de retener o dejar pasar el flujo de agua proveniente del rio Santa, es en
este punto en donde comienza todo el proyecto.
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Con estas compuertas cumplen la función de regular el flujo, están accionadas por
unas grúas por medio de un sistema de control automático, en el se encarga de
cerrarlas el paso en el caso de una alza del rio o abrirla en el caso de una baja en el
nivel del rio, esto con el fin de mantener un flujo constante de agua al canal madre,
para que de ahí valla a las distintas estaciones.
Sistema de control automático:
Que se encarga de mover las compuertas según el flujo de agua en el rio.
Compuertas tipo Taintor
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Grúas de las compuertas
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