Canales abiertos y sus propiedades

II CANALES ABIERTOS Y SUS PROPIEDADES

Tipos de canales
Canales naturales. Ríos Arroyos Manantiales Canales artificiales. Laboratorios Pluviales Drenaje j Marítimos

Donde:
A Pm b B (T) z h BL y B c/c B s/c Área hidráulica Perímetro mojado Base Espejo o ancho de la superficie del agua Talud Altura total del canal Bordo libre Tirante normal a la plantilla o base del canal Berma con caminoBerma sin camino

Rh = D=

A Pm

A B Q q= b
Donde:
Sf Sw S0 NR Rh D Z Q q Pendiente de la línea de fricción fricción. Pendiente de la superficie del agua Pendiente de la plantilla Nivel de referencia Radio hidráulico Profundidad hidráulica Factor de sección Gasto total Gasto por unidad de ancho (gasto unitario)

•Elementos geométricos de un canal

Distribución de la velocidad en unasección
Debido a la presencia de la superficie libre, la fricción de las paredes del canal, la forma de la sección del canal, canal la distribución de velocidades en un canal no están uniformemente distribuidas.

Distribución de las componentes p de la velocidad

Canal abierto ancho
Es aquel en donde las paredes del canal no tienen prácticamente influencia sobre la distribución develocidades con la región central por lo que el flujo central, puede ser considerado bidimensional en el análisis hidráulico.

Medidas de la velocidad, , vertedores y orificios.
Velocidad.
El siguiente procedimiento fue desarrollado por el USGS para medir corrientes naturales y artificiales empleando aparatos para medir velocidad puntual llamados molinetes. Constan de una hélice pequeña conectada aun cuerpo fuselado y a una barra graduada. Al producirse l rotación d l héli d i la t ió de la hélice, se cierra un circuito i i it que envía una señal acústica o luminosa que interpreta el operador.

Audífonos

Varilla de sujeción

Terminales T i l eléctricas

Cuerpo

Tazones giratorios

Método de Dovelas

v0.6 y para taludes suaves v= v0.2 y + v0.8 y 2 más exácto, cualquier taludQT = ∑ Qi

Qi = vi Ai

QT vm = AT

Cada molinete está calibrado previamente para medir la velocidad según el número de vueltas en un intervalo de tiempo dado y ajustándose a una ecuación lineal de la forma: v = aN + b N Donde: v Velocidad en el punto medido N Revoluciones del molinete (Vueltas / Tiempo) a,b Constantes de calibración

Vertedores
Cuando la descarga del líquido seefectúa por encima de un muro o placa y a superficie libre, la estructura hidráulica en la que escurre se llama vertedor. q Clasificación por su forma:
a) b) c) d) e)

Rectangular. Rectangular Triangular. Circular Trapezoidal T id l Parshall

Clasificación por su pared.
a) b)

Pared delgada Cresta ancha

Vertedor rectangular

⎛2 ⎞ 32 Q=⎜ 2 g μ ⎟bh ⎝3 ⎠

Nomograma de Francis paravertedores rectangulares con contracción lateral.

Vertedor triangular

θ ⎞ 52 ⎛8 Q=⎜ 2 g tan μ ⎟h 2 ⎠ ⎝ 15

Calculo de μ con la fórmula de la U. C. de Chile.

Vertedor trapezoidal

⎛2 ⎞ 2 g μ ⎟ LH 2 Q=⎜ ⎝3 ⎠ 4H θ μ = μr + μt t tan 5 b 2 μ r v. rectangula r
5

θ/2

θ/2

μ t v. triangula r

Vertedor circular

Q = φμd

5

2

d h μ = 0.555 + + 0.041 d 110h

Calculo de φpara vertedores circulares.

Vertedor parabólico

Q=

π
4

2g 2 μh a
x= y a

Calculo de μ para vertedores parabólicos.

Vertedor Parshall

Cálculo del gasto, midiendo H a 2/3A de la garganta W en unidades inglesas.

Vertedor Cimacio

Q = CLH

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Orificios y compuertas
Los orificios consisten en una placa, donde se practica un orificio de área A0, la cuál seinserta dentro del sistema en la sección deseada deseada. La modificación en las velocidades ocasionan un cambio d presiones ( t y d bi de i (antes después) en el orificio, é ) l ifi i cuyo valor determina el aforo.

Q = Cd A0 2 gH

Orificio circular en la descarga de un tubo

Coeficientes de gasto, velocidad y contracción para un orificio circular.

Una compuerta consiste en una placa...