ciencia

FLUJO UNIFORME
Bajo el criterio del espacio las caracteristicas
del escurrimiento el fluido no cambian

LOGROS DE ESTE CAPITULO
• Describir varios tipos de flujo con superficie libre en
canal abierto.
• Conocer y aplicar las ecuaciones de Manning y
Chezy con varias secciones transversales
geometricas en aplicaciones de flujo uniforme.
• Aplicar las ecuaciones de Continuidad, Energia yCantidad de movimiento en conducciones a
superficie libre.
• Entender y aplicar la ecuacion de flujo critico.

CLASIFICACION DE FLUJOS EN CANALES ABIERTOS

CLASIFICACION DE FLUJOS EN CANALES ABIERTOS

NUMERO ADIMENSIONAL QUE CARACTERIZA AL FLUJO

ECUACIONES DE LA MECANICA DE FLUIDOS APLICADA A LOS
CANALES

FUNDAMENTOS DEL FLUJO DE CANALES ABIERTOS

FUNDAMENTOS DEL FLUJO DECANALES ABIERTOS

FUNDAMENTOS DEL FLUJO DE CANALES ABIERTOS

CLASES DE CANALES ABIERTOS

De acuerdo con su origen:
• Artificiales, aquellos construidos o desarrollados
por el esfuerzo humano, generalmente prismaticos
• Naturales, incluyen todos los cursos de manera
natural que existe en la tierra

ELEMENTOS GEOMETRICOS EN SECCIONES DE CANAL

ELEMENTOS GEOMETRICOS EN SECCIONES DECANAL

Formula de Chezy
Coeficiente C de Chezy

ELEMENTOS GEOMETRICOS EN SECCIONES DE CANAL

ELEMENTOS GEOMETRICOS EN SECCIONES DE CANAL

Formula de Manning:

velocidad

(EN EL SISTEMA INTERNACIONAL)

caudal
Formula de Manning:
(EN EL SISTEMA INGLES)

Expresion que relaciona coeficiente
“C” de Chezy y el “n” de Manning

DISCUSION DEL VALOR DE COEFICIENTE DE RUGOSIDAD “n” AEMPLEAR EN LA FORMULA DE MANNING
Existen 2 casos
• Determinar el caudal en un curso de agua es necesario
estimar el valor de la rugosidad n.
• Dado un problema de diseno , hay que determinar la
rugosidad n del revestimiento que se asigna.
El valor de la rugosidad depende esencialmente pero no
exclusivamente de la aspereza de la superficie, interviene
tambien:

FACTORES QUE AFECTAN ELVALOR DE RUGOSIDAD DE MANNING

• Vegetación
• Curvas
• Irregularidades
• Tirante

MANERAS DE DETERMINAR EL VALOR DEL “n” DE MANNING

• Mediante tablas (recopilada de diferentes fuentes
por Ven Te Chow).
• Por fotos de canales estudiados (Recopilado de
diferentes fuentes asi como del U.S. Geological
Survey).
• Por Metodos o formulas planteadas por diferentes
investigadores

TABLASDE VALORES DE ”n” RECOPILADO POR
VEN TE CHOW

TABLAS DE VALORES DE ”n” RECOPILADO POR VEN TE CHOW

TABLAS RECOPILADA POR VEN TE CHOW (continua)

TABLAS RECOPILADA POR VEN TE CHOW (continua)

MEDIANTE FOTOS DE CANALES ESTUDIADOS
(Barnes 1967, USGS)

POR FOTOS DE CANALES ESTUDIADOS (Barnes 1967 USGS)

POR FOTOS DE CANALES ESTUDIADOS (Barnes 1967 USGS)

METODOS Y FORMULASPLANTEADAS POR
INVESTIGADORES

METODOS O FORMULAS PLANTEADAS POR INVESTIGADORES

METODOS O FORMULAS PLANTEADAS POR INVESTIGADORES

FORMULAS PARA DETERMINAR LA RUGOSIDAD EN BASE A
CARACTERISTICAS GRANULOMETRICAS
• Ecuación de Garde & Raju (1978), Subramanya (1982)
n = 0.047 D501/6
D50: Diámetro medio de las partículas en metros
•

Ecuación de Meyer-Peter-Muller(1948)
n = 0.038 D901/6D90: Diámetro noventa en metros.

•

Ecuación de Bray(1979)
n = 0.0495 D500.16
D50: Diámetro medio en metros.

TALUD LATERAL ‘’Z’’ DEL CANAL RECOMENDADO

Taludes laterales recomendados (canal trapezoidal)
en seco

DISEÑO DE CANALES NO EROSIONABLES

CASOS DE DISENO DE CANALES

SOLUCION METODO GRAFICO

EJEMPLO SOLUCION POR METODO GRAFICO

SOLUCION POR TANTEOS O ANALITICOEn funcion a las caracteristicas geometricas

CASO DE DISENO DE CANALES

POR RAZONES DE SERVICIO SE REQUIERE UN TIRANTE DETERMINADO
SOLUCION ES POR EL METODO ANALITICO

CASO DE DISENO DE CANALES

MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA

De la expresión de Manning:

MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA

DERIVANDO EL PERIMETRO P CON RELACION A m

SE OBTIENE LA EXPRESION

VALORES COMUNES...