mecánica de los fluidos



INDICE


INTRODUCCION
FLUJO UNIFORME
FLUJO PERMANENTE
FLUJO NO UNIFORME
FLUJO LAMINAR
FORMULA DE MANNING
FORMULA DE CHEZY
FLUJO DE FLUIDOS YECUACION BASICA DE VOLUMEN DE CONTROL
COEFICIENTE DE MANNING
CAUDAL, VELOCIDAD, PENDIENTE Y TALUD
AREAS O SECCIONES
FLUJOS CANALES ABIERTOS
FLUJO DE VARIACION RAPIDA
RESALTO HIDRAULICO
ENERGIA ESPECÍFICA Y PROFUNDIDADESINTRODUCCION


























FLUJO UNIFORME
Es el flujo que se da en un canal recto, con sección y pendiente constante, a una distancia considerable (20 a 30 veces la profundidad del agua en el canal) de un punto singular, es decir un punto donde hay una mudanza de sección transversal ya sea de forma o de rugosidad, un cambio de pendiente o unavariación en el caudal. En el tramo considerado, de las funciones arriba mencionadas asumen la forma:
V = fv(x) = Constante
Q = fq(x) = Constante
h = fh(x) = Constante

FLUJO PERMANENTE
Un flujo permanente es aquel en el que las propiedades luidas permanecen constantes en el tiempo, aunque pueden no ser constantes en el espacio.
Las características del flujo, como son: Velocidad (V),Caudal (Q), y Calado (h), son independientes del tiempo, si bien pueden variar a lo largo del canal, siendo x la abscisa de una sección genérica, se tiene que:
V = fv(x)
Q = fq(x)
h = fh(x)
FLUJO NO UNIFORME
Un flujo transitorio presenta cambios en sus características a lo largo del tiempo para el cual se analiza el comportamiento del canal. Las características del flujo son función del tiempo;en este caso se tiene que:
V = fv(x, t)
Q = fq(x, t)
h = fh(x, t)

FLUJO LAMINAR
Las partículas se desplazan siguiendo trayectorias paralelas, formando así en conjunto capas o láminas de ahí su nombre,  el fluido se mueve sin que haya mezcla significativa de partículas de fluido vecinas. Este flujo  se rige por la ley que relaciona la  tensión cortante con la velocidad de deformación angularLa viscosidad del fluido es la magnitud física predominante y su acción amortigua cualquier tendencia a ser turbulento.
La razón por la que un flujo puede ser laminar o turbulento tiene que ver con lo que pasa  a partir de una pequeña alteración del flujo, una perturbación de los componentes de velocidad. Dicha alteración puede aumentar o disminuir. Cuando la perturbación en un flujo laminaraumenta, cuando el flujo es inestable, este puede cambiar a turbulento y si dicha perturbación disminuye el flujo continua laminar


La ecuación de Manning
En 1889 el ingeniero irlandés Robert Manning presentó una ecuación, la cual modificó más adelante hasta llegar a su conocida forma actual

Donde V es la velocidad media, R es el radio hidráulico, S es la pendiente de la línea de energía yn es el coeficiente de rugosidad, específicamente conocido como n de Manning. Esta ecuación fue desarrollada a partir de siete ecuaciones diferentes, basada en los datos experimentales de Bazin y además verificada mediante 170 observaciones. Debido a la simplicidad de su forma y los resultados satisfactorios que arroja en aplicaciones prácticas, la ecuación de Manning se ha convertido en la másutilizada de todas las ecuaciones de flujo uniforme para cálculos en canales abiertos.
La ecuación de Chézy
En 1769 el ingeniero francés Antoine Chézy desarrolla probablemente la primera ecuación de flujo uniforme, la famosa ecuación de Chézy, que a menudo se expresa como

Donde V es la velocidad media, R es el radio hidráulico, S es la pendiente de la línea de energía y C es un factor de laresistencia al flujo, conocido como C de Chézy.
La ecuación de Chézy puede deducirse matemáticamente a partir de dos suposiciones. La primera suposición fue hecha por Chézy. Ésta establece que la fuerza que resiste el flujo por unidad de área del lecho de la corriente es proporcional al cuadrado de la velocidad, es decir, esta fuerza es igual a KV2, donde K es una constante de proporcionalidad....