diseño de transiciones hidraulica de canales

Instituto Tecnológico De Durango

Hidráulica de canales


Alumno: Rodolfo Elid Callejas Franco
Ing. Sergio Salazar López
No control: 13040156


















Hay dos tipos de problemas de diseñocausados por las transiciones. Primero, es el caso donde se conoce de antemano la profundidad de flujo (tirante) en la transición, como por ejemplo en el cálculo del flujo bajo una compuerta (figura2.1).

Figura 2.1. Flujo bajo una compuerta
Con propósitos de ilustración, se asume que la profundidad de flujo aguas arriba y abajo de la compuerta mostrada en la figura 2.1 son de 2.0 m y 0.5 mrespectivamente, en un canal rectangular de 3.0 m de ancho (asúmase que no existen perdidas de energía y que los coeficientes por corrección de velocidad son unitarios). Encuentre la descarga (caudal) bajola compuerta. Aplicando la ecuación de la energía entre 1 y 2, se puede escribir,
(2.1)
y por continuidad

lo que es lo mismo
(2.2)
de las ecuaciones (2.1) y (2.2), se obtiene:

de donde,

V1 = 1.96m/s, y Q = 11.77 m3/s.
El segundo caso del problema de transición es el cual la profundidad no es especificada inicialmente, pero debe ser calculada del conocimiento de algún cambio de la seccióntransversal. Un ejemplo de este caso es en el cual hay una contrición en el paso del flujo como se muestra en la figura 2.2. Asumiendo que el paso del flujo por la contrición es lo suficientemente suavepara asumir las pérdidas de energía despreciables, se puede escribir la ecuación de la energía entre las secciones 1 y 2 como:
(2.3)
Donde Y2 y V2 son incógnitas, y todas las otras variables sonconocidas.
Introduciendo el concepto de descarga unitaria, como el caudal por unidad de ancho del canal, q = Q/b = V2 Y2 y el cual será el mismo en las secciones 1 y 2,
ó

(2.4)
En la ecuación 2.4 Y2 es laúnica incógnita, sin embargo, es una ecuación cúbica.
Colocando a un lado las dificultades algebraicas para resolver esta ecuación, todavía cabe preguntarse:
¿Cuántas soluciones reales habrá?
¿Son...