Ejercicios Resueltos Hidraulica De Canales

UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL OBRAS CIVILES

GUIA DE EJERCICIOS

1) Se tiene un canal rectangular de hormigón
(n=0,014) de 1,25 m de ancho, cuya
pendiente es de 0,5%, y que portea un caudal
de 1,5 m3/s.
h

a) Calcule las alturas normal y crítica.
b) Es el flujo uniforme en este canal
subcrítico o supercrítico?

1,25 m

c) Calcule la pendiente crítica del canal.

a) La altura normal (escurrimiento uniforme) se calcula empleando la ecuación de
Manning:

V = 1 / n R 2/3 i 1/2
En que:
n
R
i

es el coeficiente de rugosidad
es el radio hidráulico
es la pendiente del canal

Por lo tanto:
A = 1,25 h
P = 1,25 + 2 h
R = A / P = (1,25 h) / (1,25+ 2 h)

Reemplazando en la ecuación de Manning se tiene:
Q=VA

(ecuación de continuidad)

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1

Q=VA=

Como

(1,25 h)(5/3)

0,014

(1,25+ 2 h)(2/3)

0,005 (1/2)

Q = 5 m3/s

5 = 5,05076

(1,25 h)(5/3)
(1,25+ 2 h)(2/3)

Q (h)

En el lado derecho de la ecuación se tiene el caudal que pasaría por el canal para
una altura de aguas “h”.
Haciendo una iteración se tiene:
Para h = 1 m

Q(h) = 3,34 m3/s

h debe ser mayor para que el caudal sea igual a 5 m3/s. Por lo tanto hay que usar
otros valores de h

1,000

Q
3
(m /s)
3,34

2,000

7,70

1,500

5,49

1,400

5,05

1,300

4,62

1,350

4,83

1,370

4,92

1,390

5,01

1,387

5,00

h
(m)

Entonces después de iterar encontramos que la altura normal es:

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hN = 1,387 m
La altura crítica (corresponde a un escurrimiento con energía mínima) se puede
calcular con:
Q2 B

Fr2 =

g A3

=1

La cual se deduce de derivar la energía específica con respecto a h
dE
dh

=0

En este caso el canal es rectangular:
B=b
A = bh
Por lo que:
(2/3

hc = 0,4671

hc =... [continua]

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