hidraulica

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAS
FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA

LABORATORIO DE HIDRÁULICA II

PRACTICA # 1

TEMA: DETERMINACIÓN DE LA CURVA DE ENERGIA
ESPECIFICA

INTEGRANTES:

NOTA:

1. ___________________________________

____________

2. ___________________________________

____________

3. _______________________________________________

PROFESOR DE TEORIA

:

____________________________________________

PROFESOR DE PRACTICA:

____________________________________________

FECHA DE REALIZACIÓN:

____________________________________________

FECHA DE ENTREGA

____________________________________________

:

Managua, Nicaragua

INTRODUCCION
La energía específica en la sección de un canal sedefine como la energía por masa
de agua en cualquier sección de un canal medida con respecto al fondo del canal, esto es:

E  YCos  

V2
2g

(1)

Para un canal de pequeña pendiente y: Tirante, Cos  = 1 y  = 1. Lo cual indica
que la energía específica es igual a la suma de la profundidad del agua y la altura de
velocidad.
V2
(2).
E Y 
2g
Q
Para un canal de cualquier forma yárea hidráulica A, con V 
A
2
Q
(3).
E Y 
2gA2
Suponiendo que Q es constante y A es función del tirante, entonces la energía
específica solo depende del tirante.
Q
Definiremos el caudal por unidad de ancho o caudal unitario (q) como: q 
(4)
b
donde:
q = Gasto unitario.
Q = Caudal Total.
b = Ancho del canal.
q
La velocidad media se expresa: V 
(5)
y
donde: V = velocidadmedia.
q = gasto unitario.
y = tirante de agua.
Esto se introduce en la ecuación (2) y produce la siguiente relación entre q y E:
q2
(6)
E  y
2gy 2
Se puede ver que para una sección dada de un canal y un caudal Q la energía
especifica en la sección de una función de la profundidad del flujo solamente.

OBJETIVO:
Determinar la Curva de Energía Específica a un caudal constante ypermanente.
2

EQUIPOS Y MATERIALES:







Agua.
4 Pesas de 15 Kg.
2 Hidrómetros.
1 Cronómetro.
1 Canal Rectangular.
Bomba de 1 H.P.

GENERALIDADES
Cuando la profundidad del flujo se dibuja contra la energía específica para una
sección dada del canal y para un caudal constante se obtiene la curva de energía específica
(ver figura No. 1a). Esta curva tiene dos partes AC y CB. Laparte AC se aproxima al eje
horizontal asintóticamente hacia la derecha. La parte CB se aproxima a la línea OD a
medida que se extiende hacia arriba y a la derecha. La línea OD es una línea que pasa a
través del origen y tiene una inclinación de 45º donde E = y.
La curva muestra que, para una energía específica dada hay dos posibles
profundidades alternas, por ejemplo, la cota inferior y enel punto C la energía específica es
un mínimo (Emin), para el cual existe un solo valor del tirante el cual es conocido como
profundidad crítica yc.
Si los caudales cambian, la energía específica cambiará en consecuencia. Las curvas
A’B’ y A”B” (ver figura No. 1b) representan posiciones de la curva de energía específica
cuando el caudal es menor y más grande respectivamente, que el caudalusado para la
construcción de la curva AB. Cuando la profundidad del flujo es más grande que la
profundidad crítica (y1 > yc), la velocidad del flujo es menor que la velocidad crítica para la
correspondiente descarga (V < Vc), y entonces, F < 1, el flujo es subcrítico (tranquilo).
Cuando la profundidad del flujo (y2 < yc) menor que la profundidad crítica. La velocidad
del flujo será mayor que lavelocidad crítica (V > Vc), el flujo es supercrítico (torrencial).
y

V12/2g
y1
B
Vc2/2g
y1

yc
C
y2
yc

V22/2g

A

y2

Figura # 1(a)

Emin.
3

E

E

y

B’
B’’
B

y1
A’’

C
A
yc

y2
A’

E

Figura No.1(b)
El estado crítico del flujo ha sido definido como la condición para la cual el número
Froude es igual a la Unidad (F = 1), la velocidad del...