Perfiles de Velocidad Canal Abierto, de Sección Circular

2419350-4114800014605967105Perfiles de Velocidad
Canal Abierto, de Sección Circular
Integrantes
Nadia Díaz Suárez
María Antonieta Gómez
Camila Iriarte Órdenes
Mecánica de Fluidos
Profesor Rogelio Moreno
Ing. Civil en Obras Civiles
100000100000Perfiles de Velocidad
Canal Abierto, de Sección Circular
Integrantes
María Antonieta Gómez
Camila Iriarte Órdenes

Mecánica de FluidosProfesor Rogelio Moreno
Ing. Civil en Obras Civiles

1055370319405UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
00UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
Facultad de Ciencias de la Ingeniería

ResUMEN
El flujo de canales abiertos tiene lugar cuando los líquidos fluyen por la acción de la gravedad y solo están parcialmente envueltos por un contorno sólido. En el flujo de canalesabiertos, el líquido que fluye tiene superficie libre y sobre él no actúa otra presión que la debida a su propio peso y a la presión atmosférica. El flujo en canales abiertos también tiene lugar en la naturaleza, como en ríos, arroyos, etc., si bien en general, con secciones rectas del cauce irregulares. De forma artificial, creadas por el hombre, tiene lugar en los canales, acequias, y canales dedesagüe. E n la mayoría de los casos.
Se conoce que los sistemas de canales abiertos se diseñan con el fin de trasportar líquidos desde un lugar determinado hasta otro con una altura de cota menor a la inicial, manteniendo un caudal o una razón de flujo constante bajo la influencia de la gravedad al menor precio posible. Debido a que no es necesario la aplicación de energía al sistema el costo deconstrucción se traduce al valor inicial una vez comenzados los trabajos, traduciéndose en el tamaño físico de la obra, por tal razón para una longitud establecida el perímetro de la sección representara también el costo del sistema; por lo cual debe mantenerse al mínimo para no incrementar los costos y los tamaños de la sección. Debido a lo anteriormente mencionado, la eficiencia de un canal tienerelación con encontrar un área de paso (Ac) mínima para transportar un caudal (Q) dado, con una pendiente del canal (So) y coeficiente de Manning (n) dados.
Introducccion
La mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos (que a su vez es una rama de la física) que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) así como las fuerzas que los provocan.
En este trabajomodelamos el movimiento de un fluido aplicando las herramientas de la mecánica de fluidos, específicamente el análisis diferencial y métodos numéricos.
Los objetivos fundamentales de este trabajo son los siguientes:
Modelar el campo de velocidades de un fluido viscoso e incompresible en una tubería de sección circular.
Obtener en forma analítica la ecuación que rige el movimiento del fluidoResolver esta ecuación mediante métodos numéricos
Utilizar un programa para el análisis del perfil velocidad.
Marco Teorico
Durante el curso ya hemos estudiado los conceptos básicos de la hidrostática, que comprende el estudio del agua sin movimiento. Pero ¿Qué pasa cuando el agua se mueve? Cuando el agua se transporta, se hace por medios de tuberías a presión o canales abiertos.
El flujo decanal abierto debe tener una superficie libre, a diferencia del flujo en tubería, que está confinado en un conducto. Para empezar analizar el perfil de velocidad en un canal abierto debemos tener en cuenta que:
La superficie libre puede cambiar
La profundidad del flujo, el caudal y las pendientes del fondo del canal y de la superficie libre son interdependientes.
Un canal puede ser decualquier forma y varía con el tiempo
La rugosidad del canal varía con la posición de la superficie libre
Tipo de flujo.
De acuerdo con el cambio en la profundidad de flujo con respecto al tiempo:
Flujo permanente: La profundidad de flujo no cambia durante el intervalo de tiempo considerado
Flujo no permanente: La profundidad cambia con el tiempo
Para cualquier flujo, el caudal Q que pasa en una...