hidráulica de canales

Laboratorio de Hidráulica de Canales

INDICE
Práctica

Página
Introducción

2

1

Propiedades físico-hidráulicas de los canales

3

2

Clasificación de flujos

6

3

Estado y régimen del flujo

9

4

Descarga a través de estructuras en canales abiertos

12

5

Distribución de velocidad

22

6

Coeficientes de velocidad α β

26

7

Trazo de la líneade energía

28

8

Aplicación de la ecuación de energía para el aforo de compuertas

30

9

Aplicación de la ecuación de cantidad de movimiento

32

10

Flujo uniforme y permanente, cálculo de coeficientes

34

11

Método sección pendiente

42

12

Flujo rápidamente variado

45

13

Flujo gradualmente variado, clasificación de perfiles y cálculo de su
longitud.50

Guadalupe Estrada Gutiérrez

1

Laboratorio de Hidráulica de Canales
INTRODUCCIÓN
El conocimiento empírico del funcionamiento de los canales se remonta a varios milenios.
En la antigua Mesopotamia se usaban canales de riego, en la Roma Imperial se abastecían
de agua a través de canales construidos sobre inmensos acueductos, y los habitantes del
antiguo Perú construyeron enalgunos lugares de los Andes canales que aun funcionan. El
estudio sistemático de los canales se remonta al siglo XVIII, con Chezy, Bazin y otros.

Guadalupe Estrada Gutiérrez

2

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Práctica 1. PROPIEDADES FÍSICO HIDRÁULICAS DE LOS CANALES
ABIERTOS.
Objetivo. Comprender y analizar las características físico-hidráulicas de los canales
abiertos y suspropiedades.
Introducción.
Propiedades físico-hidráulicas de los canales abiertos
Un canal es un conducto natural o artificial por donde fluye un líquido valiéndose
únicamente de la acción de la fuerza de gravedad. Se caracteriza por presentar una
superficie libre expuesta a presión atmosférica.
Características físico-hidráulicas de un canal:
Área hidráulica, A, se refiere siempre a la de lasección transversal ocupada por el flujo en
un canal, m².
Perímetro mojado, P, es la longitud de la línea de contacto entre el agua y la superficie
mojada del canal, m.
Profundidad del flujo o Tirante hidráulico, y, es la distancia vertical a la plantilla, medida
desde la superficie libre del agua al punto más bajo de la sección transversal.
Ocasionalmente se le confunde con el tirante normal dela sección (d), el cual se mide en
forma perpendicular al fondo del canal. Cuando el ángulo θ, que forma la pendiente
longitudinal del canal con respecto al plano horizontal de referencia es muy pequeño, el
tirante hidráulico y se puede considerar igual al tirante normal, d, m. La relación entre
ambos tirantes es:
d  y cos
Ancho de la superficie libre o Espejo, T, es el ancho de lasección del canal, medido al nivel
de la superficie libre, m.
Profundidad hidráulica o Tirante medio, D, es la relación entre el área hidráulica y el
A
ancho de la superficie libre, m.
(1)
D
T
T

Figura 1. Elementos geométricos de un

BL

A

canal, sección transversal.

y

1

z
P
b

(a)
Guadalupe Estrada Gutiérrez

3

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2

Sf

V1/2g

Sw
y1

Q

Plantilla del
canal

Plano de
Referencia

2

V2 /2g

y2
So

z

Figura 2. Elementos geométricos de un canal, sección longitudinal.
Radio hidráulico, R, es el parámetro utilizado para medir el efecto de la forma del canal y
es el cociente del área hidráulica y su perímetro mojado, m.
R

A
P

(2)

Talud, z, es la inclinación de las paredes de la seccióntransversal y corresponde a la
distancia horizontal z recorrida desde un punto sobre la pared, para ascender la unidad de
longitud a otro punto sobre la misma, generalmente se expresa 1: z.
Factor de sección para el cálculo de flujo uniforme, AR2/3, es el producto del área
hidráulica y el radio hidráulico elevado a la potencia 2/3.
Z  AR 2 / 3 

Qn
S 1/ 2

(3)

Factor de sección...