Libro Hidraulica
2008
ÍNDICE 1 PROPIEDADES FÍSICAS Y DEFINICIONES BÁSICAS: 2 TENSIÓN SUPERFICIAL Y CAPILARIDAD: 3 PRESIÓN HIDROSTÁTICA.
3.1 3.2 Principio de pascal Medición de la presión.
4 5 7
7 8
4 PRESIÓN EN UNA SUPERFICIE SUMERGIDA.
4.1 4.2 4.3 4.4 En superficies verticales planas: La fuerza horizontal (Fh). Si es circular. Si es rectangular:
10
12 12 12 12
5 CONCEPTOS FUNDAMENTALES SOBRE LOS FLUIDOS EN MOVIMIENTO.
5.1 5.2 Clases de fluidos: Tipos de flujo:
15
15 15
6 ECUACIÓN DE CONTINUIDAD. 7 ECUACION DE BERNOULLI
7.1 Presión de estancamiento.
17 19
19
8 INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
8.1 8.2 Velocidad. Descarga.
21
21 21
9 ORIFICIOS 10 11 LA ECUACIÓN DE MOMENTO FLUJO DE AGUA EN TUBERÍAS.
Flujo Laminar. Flujo Turbulento. Experimento de Osborne Reynolds. Similaridad de flujo. Ejemplos empleando el ábaco de Moody :
Caso I : Caso II: Procedimientos de calculo:
23 27 31
31 31 32 32 39 39 40 43 59
Manuel Cerda y Luis López
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5
11.5.1 11.5.2 11.5.3
11.6
1
ANÁLISIS Y DISEÑO
Universidad Católica de Valparaíso Escuela de Ingeniería en Construcción NOTAS DE HIDRÁULICA BÁSICA 11.6.1 11.6.2 11.6.3 Aplicación 1 Aplicación 2 APLICACIÓN 3
2008 64 68 70
11.7
11.7.1 11.7.2 11.7.3
SISTEMAS DE TUBERíAS MÚLTIPLES
Caso 1.‐ Caso 2.‐ Caso 3.‐ Diseño
71 73 73 73
12 HIDRÁULICA DE CANALES
DEFINICIONES: Supuestos básicos: Energía específica E (se asume cos θ = 1): CURVA DE ENERGÍA ESPECÍFICA Ecuación de Continuidad (flujo permanente) ECUACIÓN DE MOVIMIENTO. PERDIDAS POR FRICCIÓN EN CANALES
Formula de Chezy Formula de Manning
78
78 78 79 81 82 82 84 84 85 85 86
12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7
12.7.1 12.7.2
12.8 12.9 Flujo Uniforme ‐ altura normal. La mejor sección hidráulica
12.10 VALORES DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD n PARA USARLO EN LAS FORMULAS DE MANNING Y DE KUTTER: 87 12.11 FORMA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CANAL. 12.12 12.13 12.14 12.15 12.16 12.17 12.18 12.19 12.20 12.21 12.22 PENDIENTE DEL CANAL: VELOCIDAD DEL AGUA: FLUJO DEL AGUA ALTURA CRITICA hc. PENDIENTE CRITICA Sc. CLASIFICACIÓN DE LOS PERFILES DE FLUJO.. TYPES OF FLOW PROFILES IN PRISMATIC CHANNELS CONDICIONES DE BORDE, SECCIONES DE CONTROL EL RESALTO HIDRÁULICO: DETERMINACIÓN DE LA UBICACIÓN DEL RESALTO HIDRÁULICO: MÉTODOS DE CÁLCULO.
Cálculo de la altura normal (hn) Cálculo de la altura crítica hc Cálculo del perfil de flujo Cálculo de la altura conjugada Manuel Cerda y Luis López
88 89 89 90 90 91 93 94 96 98 101 102 102 104 105 107
2
12.22.1 12.22.2 12.22.3 12.22.4
Universidad Católica de Valparaíso Escuela de Ingeniería en Construcción NOTAS DE HIDRÁULICA BÁSICA
2008
12.23 12.24
TIPOS DE FLUJO AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO TIPOS DE FLUJO AGUAS ARRIBA
Nivel impuesto aguas arriba Inflexión CONSIDERACIONES ADICIONALES PRÁCTICAS PARA EL DISEÑO DE CANALES Velocidades posibles Resalto sumergido Flujo sumergido Caída libre Nivel impuesto aguas abajo Resalto en la sección final Resalto en el embalse
109 109 109 109 110 110 111 111 112 112 113 113 113
12.24.1 12.24.2 12.24.3 12.24.4 12.24.5 12.24.6
12.25
TIPOS DE FLUJO AGUAS ABAJO
12.25.1 12.25.2 12.25.3 12.25.4
3
Manuel Cerda y Luis LópezUniversidad Católica de Valparaíso Escuela de Ingeniería en Construcción NOTAS DE HIDRÁULICA BÁSICA
2008
1. PROPIEDADES FÍSICAS Y DEFINICIONES BÁSICAS:
• Densidad:
ρ= γ =
Masa (Kg/m3) Volumen
•
Peso Específico:
Peso (KN/m³) Volumen
Newton = Kg·m/seg² (N) 1 KN = 1000 N γ= ρ·g
• • •
Gravedad específica (DR): Sfluído = γ fluído/ γ agua Fluido Ideal (o...
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