Ferrocarriles

SUPERESTRUCTURAS E INFRAESTRUCTURAS EN VIAS FERREAS
Luis ------------flujo gradualmente variado
Irma------------perfil de flujo
Osmerly -------resalto hidráulico 
Flujo gradualmente variado
El flujogradualmente variado, es un flujo permanente cuya profundidad varía de manera gradual a lo largo del canal. Se tendrán en cuenta las siguientes hipótesis:
1. La pérdida de altura en una sección esigual que la de un flujo uniforme con las mismas características de velocidad y radio hidráulico.
2. La pendiente del canal es pequeña (<10%). Esto quiere decir que la profundidad del flujopuede medirse verticalmente o perpendicularmente al fondo del canal y no se requiere hacer corrección por presión ni por arrastre del aire.
3. El canal es prismático.
4. Los coeficientes dedistribución de la velocidad y el de rugosidad son constantes en el tramo considerado.
Ecuación dinámica del flujo gradualmente variado

Figura 1 Deducción de la ecuación de flujo gradualmente variado
Lafigura 1 muestra el perfil de un flujo gradualmente variado en una longitud elemental dx de un canal abierto. La altura de la línea de energía en la sección aguas arriba, con respecto a la línea dereferencia es
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Ecuación I
Donde H, Z, d y q son según se muestran en la figura 1, a es el coeficiente de energía y v es la velocidad media del flujo a través de la sección.
Se asume que q y a sonconstantes en el tramo del canal.
Tomando el piso del canal como el eje x y derivando la ecuación (1) con respecto a x se obtiene,

Ecuación II
Si Sf es la pendiente de la línea de energía

S0 la pendientedel piso del canal

Sw la pendiente de la superficie del agua

Sustituyendo estas expresiones en la ecuación (II) y resolviendo para Sw se tiene:
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Ecuación III
La ecuación (III) representa lapendiente de la superficie del agua con respecto al fondo del canal y se conoce como la ecuación dinámica del flujo gradualmente variado. Para pendientes pequeñas cos q » 1, d » y, dd/dx » dy/dx y la...