Flujo Uniforme

MECANICA DE FLUIDOS II

SEPTIMA CLASE

FLUJO UNIFORME EN CANALES - I
Ø A. ECUACIONES DEL FLUJO UNIFORME Ø B. DETERMINACION DE LA SECCION TRANSVERSAL Ø C. PROCESO CONSTRUCTIVO

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RIO CHICAMA - LAMBAYEQUE

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RIO ICA
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RIO CUYO CUYO - PUNO
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RIO AMAZONAS
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A. ECUACIONES DEL FLUJO UNIFORME EN CANALES
(EN REVISION)

El flujo uniforme ocurre cuando: Ø El tirante, el área hidráulica y la velocidad en cada sección transversal son constantes. Ø La línea de gradiente de energía, la superficie del agua y la del fondo del canal son todas paralelas; o lo que es lo mismo, lapendiente de la energía (Sf), la pendiente de la superficie del agua (Sw) y la pendiente de fondo del canal (S0) son iguales. Ø Se debe tener presente que existen diferencias entre el flujo en tuberías y el flujo en canales.
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A.1

ECUACION DE RESISTENCIA AL FLUJO Ecuación de Antony CHEZY (1,768):

V = C Rh S
donde: Rh= S = C = =Radio hidráulico Pendiente de la energía Coeficiente de Chezy [L] [-] [L1/2/T]

FACTOR DE RESISTENCIA AL FLUJO

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A.2

DETERMINACION DEL FACTOR DE RESISTENCIA DE CHEZY Expresión genérica:
C= X Y 1+ Rh

(Ven T. Chow –cáp.5)

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ECUACIONES PARA DETERMINAR ELVALOR DE C
Año INVESTIGADOR ECUACION OBSERVACIONES

1,869

GANGUILLETGANGUILLETKUTTER

1 0.00155 + n S C= 0.00155  n  1 +  23 +  R S   h 23 +

HumphreysAbbott introducxen la pendiente S para ajustar los valores al Río Mississipi. Cuando S>1/2,000 Entre 1855 y 1860 Darcy y Bazin experimentaron en canales reales.

KUTTER

C=

100 Rh m + Rh

1,865

HENRY BAZIN

C=

87 G1+ Rh

1,867

PHILIPPE GASPARD GAUCKLER

V = KR 3 S 1 K= n

2

1

2

A esta ecuación se le denomina Manning-Strickler en la literatura europea.

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ECUACIONES PARA DETERMINAR EL VALOR DE C ...
Año INVESTIGADOR ECUACION Sistema Métrico: Mé
1

OBSERVACIONES
1.

R 6 C= n
luego:

Es la ecuación más usada en laactualidad. Se le denomina Gauckler-Manning. El coeficiente de n es el coeficiente de Kutter y tiene unidades de TL-3. Existente una tendencia a usar la ecuación en el sistema SI.

Q=
1,889 ROBERT MANNING

AR S n

2

3

1

2

2.

3.

Sistema Inglés: Inglé

1.489R C= n
2 1

1

6

luego:

1.489AR S Q= n

3

2

4.

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ECUACIONES PARA DETERMINAR EL VALOR DE C ...
Año INVESTIGADOR ECUACION OBSERVACIONES Simplificaciones:

Ry C= n
1,925 PAVLOVSKI

y = 2.5 n − 0.13 − 0.75 R  n − 0.10    1m < R < 3m 0.011 < n < 0.04 C = 18 lg( 4 Rh ) + 8.73 k
     

R < 1m ⇒ y = 1.5 n R > 1m ⇒ y = 1.3 n

1,938

KEULEGAN

Aplicable a flujo rugosos (corrientes naturales)

THEISS

  6Rh C = 1 8 lg  δ k  +  2  7

IPPEN

 2.51C k  C = −2 2g lg  +  Re 8g 14.8R    

En D-W se reemplaza:

C=

8g f

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A.3

DETERMINACION DEL COEFICIENTE “n” DE MANNING
No existe un método exacto para su determinación

A.3.1 A.3.2 A.3.3 A.3.4 A.3.5

METODO DEL SERVICIO DE CONSERVACION DE SUELOS (SCS)...