perfiles

Flujo gradualmente variado.
Es un flujo permanente cuya profundidad varía de manera gradual
a lo largo del canal
Hipótesis.
• La pérdida de altura en una sección es igual que la de un flujo uniforme con las
mismas características de velocidad y radio hidráulico.
• La pendiente del canal es pequeña ( la pendiente de
la línea de energía
S0 -> pendiente del
piso del canal

Sw pendiente dela
superficie del agua

sustituyendo estas expresiones en la
ecuación y resolviendo para Sw se tiene:
La ecuación representa la pendiente de la superficie del agua con respecto
al fondo del canal y se conoce como la ecuación dinámica del flujo
gradualmente variado.
Para pendientes pequeñas cos q » 1, d » y, dd/dx » dy/dx y la ecuación
puede escribirse:

Tipos de perfil de flujoCriterios básicos:
1. Profundidad.
2. Pendiente
De acuerdo a la profundidad se define:
•Zona 1: Sobre la profundidad normal (en pendiente subcrítica) o sobre la profundidad
crítica (en pendiente supercrítica).
•Zona 2: Entre las profundidades crítica y normal.
•Zona 3: Bajo la profundidad crítica (en pendiente subcrítica) ó bajo la profundidad
normal (en pendiente supercrítica).
De acuerdo ala pendiente se considera:
•H: Horizontal.
•M: Moderada o subcrítica.
•C: Crítica.
•S: Pronunciada o supercrítica.
•A: Adversa.
Estos dos criterios permiten hacer la clasificación como H2, H3; M1, M2, M3; C1, C2,
C3; S1, S2, S3; A2 y A3, donde la letra se refiere a la pendiente y el número a la zona
de profundidad.

Tipos de perfiles de flujo en
canales prismáticos

Perfil de lasuperficie libre del flujo.
Para conocer la variación de la profundidad del flujo gradualmente variado
en relación con la longitud del canal ya sea hacia aguas arriba o aguas
debajo de la sección de control, se emplean métodos teóricos aproximados
entre los cuales los más usados son:

Método de integración directa, método de integración
grafica, método del paso estándar, método del pasodirecto.
Independientemente del método de cálculo seleccionado es importante
resaltar que para los cómputos se debe considerar el tipo de flujo, ya sea
subcrítico o supercrítico, crítico, o con pendiente horizontal o adversa y
definir el tipo de perfil de flujo: M, S, C H o A, respectivamente. También, se
deben localizar los respectivos controles al flujo, puesto que en flujo
subcrítico el cálculose hace desde aguas abajo y en flujo supercrítico desde
aguas arriba.

Método del paso estándar.
Este cálculo se lleva a cabo mediante pasos de estación a estación en las cuales
se han determinados las características hidráulicas. En tales casos la distancia
entre las estaciones es conocida y el procedimiento es determinar la
profundidad del flujo en las estaciones. El procedimiento selleva a cabo
mediante un proceso de ensayo y error.
Para explicar este método es conveniente referir la posición de la superficie libre
del agua con respecto a un nivel de referencia horizontal.
En la figura, estableciendo Bernoulli entre las secciiones 1 y 2 se tiene:

La pérdida de carga por fricción es :

Donde la pendiente por fricción SE se toma como el promedio de las pendientes
en lasdos secciones extremas.
Al sustituir las anteriores expresiones en la ecuación, puede escribirse :

Las alturas totales en las dos secciones extremas son:

por consiguiente la ecuación se convierte en:

Esta es la ecuación básica que define el procedimiento del método del paso
estándar en la que se añade he para tener en cuenta las pérdidas de
energía por remolinos, lo que hace queeste método sea aplicable a canales
no prismáticos.

Para aplicar el método, es recomendable utilizar la tabla auxiliar siguiente:

Columna 1: Sección identificada por un número de estación, tal como "Estación 1 + 55".
La localización de las estaciones está fija en las distancias determinadas, en la columna 12
se dan como datos las distancias, las segunda estación se obtiene con la...