Flujos en canal abierto

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FLUJO EN CANALES ABIERTOS

DEKSY JHOANNY ORTIZ BARROSO Cód. 27882226

LEIDY JOHANA SUTA RAMIREZ Cód.37864533

Ing. JUAN JOSE ORTIZ

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA INGENIERIA AMBIENTAL PAMPLONA 2007

FLUJOS EN CANALES ABIERTOS Un canal abierto es un sistema que se encuentra en contacto con la atmósfera, también se dan en medios naturales como: un río, unarrollo, inundaciones y en medios artificiales o los creados por el hombre como: las canaletas, alcantarillas y vertederos. También se dice que un canal abierto es un conducto por el que se desliza un liquido mediante una fuerza de gravedad ejercida sobre la masa del liquido o fluido, donde la velocidad en la superficie va ser cero y si existe un flujo secundario entonces la velocidad mayor se daen el centro esto es por sus condiciones de no deslizamiento y si es un canal circular.

Flujo uniforme variado Se dice que un flujo es uniforme siempre, y cuando la velocidad que lleve el flujo sea constante, esto mas que todo se dan en tramos muy largos y rectos en secciones transversales, esto hace que el líquido se acelere hasta que la perdida de carga se iguale a la caída de elevación; esallí donde se puede decir que se da un flujo constante. El flujo variado se presenta cuando hay algún obstáculo como puede ser una compuerta presentándose así una variación de flujo en la profundidad, estas variaciones de profundidad se dan mas que todo en canales naturales, por que es allí donde se presentan fuertes variaciones en el agua.

Flujos laminares y turbulentos

Un flujo laminar esel liquido que se desplaza con una suave velocidad (orden). Un flujo turbulento es cuando el comportamiento del flujo es caótico y difícil de controlar, adicionalmente causa daños en las tuberías (desorden). Un flujo en transición seria un flujo que alterna entre laminar y turbulento. Estos dependen del valor del número de Reynolds.

Donde V es la velocidad promedio del líquido, v es laviscosidad cinemática, es el radio hidráulico definido con el área de sección transversal del flujo Ac y el perímetro mojado p: Radio hidráulico:

El radio hidráulico se define como la mitad de los diámetros hidráulicos. El diámetro para un flujo en tubería se define Dh=4Ac/p. Diámetro hidráulico:

Para canales rectangulares el perímetro mojado y área de flujo de sección transversal de altura h y deancho b, contienen agua de una profundidad y son p=b+2y y Ac=yb. Canal rectangular:

NUMERO DE FROUDE Y VELOCIDAD DE ONDA El número de Froude tiene una función muy importante en las características de los canales y se clasifican como subcríticos o tranquilo, crítico y supercrítico o rápido. Número de Froude:

Donde g es la aceleración gravitacional, V es la velocidad promedio del líquido en lasección transversal y Lc es la longitud característica, esta se toma para cuando hay una profundidad de flujo y sean canales rectangulares anchos. Fr Fr flujo subcríticos o tranquilo flujo supercrítico ) se da cuando hay una pequeña alteración

Fr = 1 flujo critico

La velocidad de flujo lenta (

que se desplaza corriente arriba afectando así las condiciones corriente arriba a este se lellama flujo subcrítico o tranquilo. Para les velocidades de flujo altas ( ) se da lo contrario que en lo lento la

alteración no puede viajar corriente arriba, entonces las corrientes arriba no pueden ser las mismas corrientes abajo a este se le llama flujo supercrítico o

rápido. Entonces para concluir estos flujos se dice que ( superficial que viaja corriente arriba y ( parece congelada,cuando en la superficie los menos profundos. Profundidad critica:

) es una onda

) es arrastrada corriente abajo y es (Fr = 1). Por otro lado la

velocidad de una onda se propaga y altera en canales mas profundos que en

Donde Ac es el área de la sección transversal del flujo, V , donde Yc es la profundidad critica.

es el flujo

volumétrico, cuando el flujo es crítico y la velocidad...