Flujo de canales abiertos

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE Y
APROVECHAMIENTO DE FLUIDOS
PRÁCTICA No. 4
FLUJO EN CANALES ABIERTOS

1. INTRODUCCIÓN
El flujo en canales abiertos es quizá el fenómeno más común producido en la superficie de la
tierra. Se puede dar de manera natural, como las olas de los océanos o las corrientes de los
ríos, o demanera artificial, como los flujos en alcantarillas y canales.
Sin importar cuál sea el caso. en todas las situaciones el flujo se caracteriza por tener una
interfaz entre el aire y la capa superior de fluido, la cual se denomina superficie libre. En
esta superficie la presión es generalmente la atmosférica. En la práctica, el fluido más
comúnmente transportado en canales abiertos es el agua,aunque los principios teóricos
desarrollados para este caso son aplicables a otros fluidos.
Una dificultad que se encuentra en el estudio de este fenómeno se presenta porque el flujo
es tridimensional. Sin embargo en muchos casos se pueden hacer simplificaciones
bidimensionales, y para ciertos casos especiales, como en la presente práctica, se puede
realizar un estudio unidimensional.

2.TEMAS DE CONSULTA
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Clasificación de los flujos de superficie libre.
Flujo uniforme.
Energía en flujo de canal abierto; flujo sub-crítico, flujo súper-critico.
Condición de estrangulamiento (Venturi y platina de orificio).
Medición de flujo en vertedero con cresta ancha.
Medición de flujo en vertedero rectangular y con muesca en V.
Salto hidráulico y disipación deenergía.
Numero de Froude y saltos hidráulicos en canales rectangulares horizontales.

3. IMPLEMENTOS
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Vertederos de cresta anchay de cresta aguda (triangular y rectangular).
Medidor de paletas y manómetro múltiple.
Rotámetro.
Platina de orificio y tubo Venturi.

4. MARCO TEÓRICO

El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas dosclases de flujos son similares o diferentes en muchos aspectos, pero estos se diferencian en
un aspecto importante.
El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería no
la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.
Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican por el hecho de que la
composición de lasuperficie libre puede cambiar con el tiempo y con el espacio, y también
por el hecho de que la profundidad de flujo el caudal y las pendientes del fondo del canal y
la superficie libre son interdependientes.
En tuberías la sección transversal del flujo, es fija debida a que está completamente definida
por la geometría del conducto. La sección transversal de una tubería por lo general escircular, en tanto que la de un canal abierto puede ser de cualquier forma desde circular
hasta las formas irregulares en ríos. Además, la rugosidad en un canal abierto varia con la
posición de una superficie libre. Por consiguiente la selección de los coeficientes de fricción
implica una mayor incertidumbre para el caso de canales abiertos que para del de tuberías,
en general, el tratamiento delflujo en canales abiertos es más difícil de analizar que el
correspondiente a flujo en tuberías. El flujo en un conducto cerrado no es necesariamente
flujo en tuberías si tiene una superficie libre, puede clasificarse como flujo en canal abierto.

CANALES ABIERTOS Y SUS PROPIEDADES
Clases de canales abiertos. Un canal abierto es un conducto en el cual el agua, fluye con una
superficie libre.De acuerdo con su origen un canal puede ser natural o artificial.
Los canales NATURALES influyen todos los tipos de agua que existen de manera natural en la
tierra, lo cuales varían en tamaño desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas hasta
quebradas, arroyos, ríos pequeños y grandes. Las corrientes subterráneas que transportan
agua con una superficie libre también son consideradas como...