Principios Fundamentales De La Hidraulica

HIDRÁULICA
(CÓDIGO
(CÓDIGO ICO 412)

Profesor Hugo Valdés R.
hvaldes@ucm.cl

Unidad II
Principios fundamentales de la hidráulica.
• Ecuaciones de Energía.
• Escurrimiento Crítico.
•Ecuación de la Cantidad de Movimiento.

Energía de Flujo

Energía de Flujo
* Altura

v2
H = z A + d A cos θ + A
2g

Recordar la
ecuación de
Bernoulli vista
en Mecánica
de Fluidos

Paracorregir la existencia de la distribución no uniforme
de las velocidades en una sección se debe agregar el
coeficiente de energía:

v2
H = z A + d A cos θ + α A
2g

Energía de Flujo
¿Cómoqueda el balance de energía mecánica?

f ⋅ v2 ⋅ L
hf =
8⋅g ⋅ RH

Energía de Flujo
Estado Crítico de Flujo
Se cumple para un Número Fr = 1 o también cuando la
ENERGÍA ESPECIFICA es mínima.¿Qué es la Energía Específica?

v2
E = d ⋅ cos θ + α ⋅
2g

v2
E = y+
2g

Energía de Flujo
Estado Crítico de Flujo
Se sabe que

Q
V=
A

E = y+

Q2
2g ⋅ A 2

Para encontrar laEnergía Especifica mínima se debe derivar
la ecuación anterior:

Q 2 dA
dE
= 1−
dy
gA 3 dy

V 2 dA
dE
= 1−
dy
gA dy

Energía de Flujo
Estado Crítico de Flujo
Como

dA
=T
dy

V2 D
=2g
2

y

dE
=0
dy
¿A qué
ecuación se
parece esta
expresión?

Energía de Flujo
Estado Crítico de Flujo
Resumiendo:

a)

b)

c)

• Flujo Paralelo o Gradualmente Variado.

•Canal con Pendiente Baja.

• Coeficiente de Energía igual a 1.

Validez de la ecuación anterior

Energía de Flujo
Estado Crítico de Flujo

Fr =

V
g ⋅ D cos θ
α

Pendiente AltaCoeficiente de Energía diferente a 1

Energía de Flujo
Estado Crítico de Flujo
Fuerza Específica

2

Q
F=
+ z⋅A
g⋅A

Flujo Crítico
Flujo Crítico
a) La energía específica es mínima para uncaudal determinado.
b) El caudal es máximo para una determinada energía específica.
c) La fuerza específica es mínima para un caudal determinado.
d) La altura de la velocidad es igual a la mitad...