hidraulica de canales

Laboratorio 8. Energía Específica del Flujo de Canales Abiertos

OBJETIVOS
Introducción Teórica:

• Comprobar experimentalmente
la

ecuación

de

específica

energía
deducidateóricamente para un canal
prismático con flujo uniforme, y
de pendiente pequeña.
• Evaluar las diferencias entre los
resultados obtenidos con las
ecuaciones teóricas y los datos
obtenidos en ellaboratorio.
• Establecer

cuáles

son

las

posibles fuentes de error en el
laboratorio
reducirlos.

y

la forma

de

Figura 8-1. Aplicación de la ecuación de Bernoulli a un canal
1.de flujo libre

Se denomina energía específica Es a la energía por unidad de peso con
respecto a la elevación del fondo del canal. Esta cantidad se grafica
gra
verticalmente por arriba del fondodel canal. De acuerdo con la ecuación
de Bernoulli aplicada al canal de la figura 8-1 se tiene:
1
‫ ܪ‬ൌ ‫ ݖ‬൅ ݀ଵ ܿ‫ ߠ ݏ݋‬൅

మ
௏భ

ଶ௚

(8-1)
Si en la ejecución del ensayo se garantiza unpendiente pequeña del
canal, la distribución de presiones será hidrostática, lo cual ocurre si no
existe aceleración en el fluido, el término dv/dt =0. Esta aplicación de la
.
ecuación de Bernoulli aun canal a flujo libre define que la superficie
libre del canal coincide con la línea piezométrica.
ES = y +

V 2
2g

(8-2)
La cual indica que la energía específica es igual a la suma de laprofundidad
profundidad del agua más la altura de velocidad. Para propósitos de
simplicidad, en el desarrollo del siguiente ensayo nos basaremos en la
ecuación ( 2) para un canal de pendientepequeña. Como V=Q/A, la
(8-2)
ecuación (
(8-2) puede escribirse como:
ொమ

‫ ܧ‬ൌ ‫ ݕ‬൅ ଶ௚஺మ

(8-3)

30

Para un canal rectangular se tiene que el caudal por unidad de ancho q
se puede definircomo:
‫ ݍ‬ൌ ܳ/‫ܤ‬
Y
‫ ܣ‬ൌܻ‫ܾכ‬
‫ܧ‬ൌܻ൅

‫ݍ‬ଶ
2ܻ݃ ଶ

(8-4)

Cuando se grafica la profundidad del flujo vs la energía específica para una sección de canal y un
caudal Q determinados, se...