Manual de hidraulica

DE:CLARA DEL PILAR NICOLAS CRISOSTOMO

CONTENIDO

* TIPOS DE FLUJO EN CANALES Y DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES.

* DETERMINACIÒN DE LA VISCOSIDAD EN FLUIDOS NO NEWTONIANOS.

* PRESIÓN EN PLANOS DE SUPERFICIES.

* EMPUJES HIDROSTÁTICOS.

* EXPERIMENTO DE REYNOLDS.

* CÀLCULO DEL FACTOR DE FRICCIÒN Y POTENCIA EN EL APARTO DE FRICCION DE FLUIDOS.

* FLUJO UNIFORME,FLUJO GRADUALMENTE VARIADO Y ENERGÍA ESPECÍFICA.

* FLUJO BRUSCAMENTE VARIADO (SALTO HIDRÁULICO).

* FLUJO ESPACIALMENTE VARIADO.

* MAQUINARIA HIDRÁULICA.

PRACTICAS DE HIDRAULICA

TIPOS DE FLUJO EN CANALES Y DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES

Objetivos

Conocer, mediante la visualización, los diferentes tipos de flujo que se presentan en el escurrimiento a superficie libre ycomprender el concepto de la distribución de velocidades de un flujo a superficie libre, reforzándolo mediante su visualización, al mismo tiempo que se adquiere la técnica de medición de la velocidad como herramienta de trabajo del ingeniero en la definición del gasto.

Aplicación

En el transporte de agua por medio de conductos abiertos o cerrados que trabajen a gravedad, es necesarioidentificar el tipo de flujo que se tiene en un determinado tramo de éste, ya que nos permitirá identificar primero si el movimiento de sus partículas líquidas es en forma ordenada o desordenada (flujo laminar o flujo turbulento) y el sitio donde se tiene el control del flujo y de ésta forma saber donde realizar la medición de las características hidráulicas y a partir de ellas poder calcular elcomportamiento del flujo, ya sea hacia aguas arriba o hacia aguas abajo, así como el caudal que se transporta para lo cual es fundamental conocer dos características del flujo, el primero es el área hidráulica por donde pasa el fluido y la segunda es la velocidad con que pasa; al medir ambas se puede utilizar la ecuación de continuidad que dice que el gasto es igual al producto del área hidráulica por lavelocidad.

Determinar la primera característica es relativamente fácil ya que de una forma u otra se puede medir el fondo del cauce, los taludes y el tirante de agua, en cambio la determinación de la velocidad resulta un poco más difícil, ya que inmediatamente surge la duda ¿Dónde medimos la velocidad?, ¿en el centro del cauce?, ¿a que profundidad?, etc., por lo que es importante que el ingenierocivil tenga el conocimiento de la distribución de velocidades en conductos abiertos y de esta forma contestar correctamente o lo más aproximado a la realidad de ¿Cuánta agua está pasando?, ya que éste conocimiento le permitirá proyectar cualquier obra de ingeniería civil que interactué con el agua observada.

Definiciones, fórmulas y unidades a utilizar

La clasificación general de un flujo esimportante para determinar sus características hidráulicas, la cual se puede realizar según distintos criterios, de los cuales los de mayor aplicación e interés desde el punto de vista de la ingeniería civil son:

1. Clasificación según la relación entre la inercia y viscosidad, velocidad contra resistencia a fluir, que para el caso de canales se tiene:

Flujo laminar.- Es el que se presentacuando el número de Reynolds (R) es menor a 500.
Flujo turbulento.- Es aquel que se presenta cuando R es mayor de 750.
Flujo en transición.- Es aquel en que R se encuentra entre 500 y 750.

2. Clasificación según su movimiento, es decir conforme a conservar o no, sus características hidráulicas de velocidad, tirante, caudal, área hidráulica, etc., en el espacio, siendo estos:

Uniforme.-Cuando sus características no varían de una sección a otra en el tiempo.
No uniforme.- Que resulta ser el más común en canales y que se subclasifica en:

* Gradualmente variado
* Bruscamente variado
* Espacialmente variado

3. Clasificación según la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas gravitatorias.

Régimen Crítico.- Cuando el número de Froude (Fr) es igual a...