Redes De Flujo
Páginas: 5 (1118 palabras)
Publicado: 24 de abril de 2012
Instituto Tecnológico de Mérida
Departamento de ciencias de la tierra
Ingeniero civil
Mecánica de suelos II
“Redes de flujo”
Ciclo escolar
Enero-Junio
Ing. Marissa del Carmen Ávila Cabrera
Mérida, Yucatán
Febrero de 2012
Redes de flujo
Tipos de flujo
Desde el punto de vista práctico se puede decir que existen dos tipos de agua: el laminar, donde las partículas de agua semueven con trayectorias paralelas entre sí, y el turbulento, donde la trayectoria de las partículas se mueven de forma irregular y se cruzan.
Gradiente hidráulico
El gradiente hidráulico es un concepto muy importante que se define como la relación de la carga hidráulica que el agua consume, entre la trayectoria que recorre.
Redes de flujo
La red de flujo es unarepresentación gráfica de la solución de la ecuación de Laplace para f y y con las condiciones de frontera existentes en el flujo.
Está constituida por líneas equipotenciales separadas igualmente en f y por líneas de corriente igualmente separadas en y. Esta separación se conoce como canal de flujo o canal de corriente. Todas las intersecciones de la red son ortogonales.
Para el caso máscomún en presas, el problema de flujo se puede simplificar en un sistema bidimensional.
La solución a esta última ecuación está representada gráficamente por un par de fami¬lias de curvas que se intersecan entre sí en ángulos recios. Esa solución, con las con¬dicionen de frontera apropiadas, da la variación de la carga hidráulica y por lanío, la dirección del escurrimiento en todo punto de la zonade flujo.
En hidromecánica estas curvas se conocen como líneas de flujo y líneas equipotenciales (o de igual carga hidráulica), respectivamente.
El método gráfico ideado por Forchheimer prevenía numerosas ventajas para resolver cualquier problema de flujo en den dimensiones, una de ellas las siguientes que señala A. Casagrande.
a) Durante el trazo de la red de flujo se pueden apreciarobviamente Los cambios que se requieren en el diseño para mejorar la estabilidad y las condiciones de flujo (y en ocasiones, también, la economía) de la obra.
b) Con un poco de experiencia en el trazo de Las redes de flujo, los efectos de cam-biar uno u otro detalle del diseñó se pueden apreciar muy fácilmente sin necesidad de encontrar toda la red de flujo para diferentes secciones transversales; esdecir, en un lapso de tiempo relativamente corto se pueden estudiar muchas alternativas que, con cualquier otro método pueden requerir varias semanas de trabajo
c) El método desarrolla una cierta sensibilidad de la dirección del flujo que no sola-mente mejora la rapidez y la aproximación con que se determinan las redes de flujo, sino que también propicia un mejor entendimiento de la hidromecánicadel flujo de agua.
d) Sirve para verificar o localizar errores- de otros métodos.
e) Se puede explicar en qué consiste la red de flujo a través del planteamiento de un problema. Considérese por ejemplo el caso de una presa de concreto que tiene las secciones transversales.
Lo primero que debe uno procurar es establecer las líneas de frontera, es decir, definir las líneas equipotenciales ylas de flujo que son frontera. Generalmente, la frontera con el estrato impermeable constituye la línea más largado flujo, mientras que el contorno de la base de la estructura constituye en ocasiones la línea más corla. La línea de contacto entre el agua y el material permeable constituyen líneas equipotenciales.
Una vez establecidas dichas fronteras se procede a trazar tres o cuatro líneas deflujo de manera que entre cada dos de este pase la misma cantidad de flujo y se tracen las líneas equipotenciales que permitan que entre una y otra haya la misma caída de potencial. Es decir, si del número infinito de líneas de flujo escogemos sí i« unas enancas, de mantra que entre cada dos de ellas pase una misma fracción de flujo a, y si del número infinito de líneas equipotenciales...
Departamento de ciencias de la tierra
Ingeniero civil
Mecánica de suelos II
“Redes de flujo”
Ciclo escolar
Enero-Junio
Ing. Marissa del Carmen Ávila Cabrera
Mérida, Yucatán
Febrero de 2012
Redes de flujo
Tipos de flujo
Desde el punto de vista práctico se puede decir que existen dos tipos de agua: el laminar, donde las partículas de agua semueven con trayectorias paralelas entre sí, y el turbulento, donde la trayectoria de las partículas se mueven de forma irregular y se cruzan.
Gradiente hidráulico
El gradiente hidráulico es un concepto muy importante que se define como la relación de la carga hidráulica que el agua consume, entre la trayectoria que recorre.
Redes de flujo
La red de flujo es unarepresentación gráfica de la solución de la ecuación de Laplace para f y y con las condiciones de frontera existentes en el flujo.
Está constituida por líneas equipotenciales separadas igualmente en f y por líneas de corriente igualmente separadas en y. Esta separación se conoce como canal de flujo o canal de corriente. Todas las intersecciones de la red son ortogonales.
Para el caso máscomún en presas, el problema de flujo se puede simplificar en un sistema bidimensional.
La solución a esta última ecuación está representada gráficamente por un par de fami¬lias de curvas que se intersecan entre sí en ángulos recios. Esa solución, con las con¬dicionen de frontera apropiadas, da la variación de la carga hidráulica y por lanío, la dirección del escurrimiento en todo punto de la zonade flujo.
En hidromecánica estas curvas se conocen como líneas de flujo y líneas equipotenciales (o de igual carga hidráulica), respectivamente.
El método gráfico ideado por Forchheimer prevenía numerosas ventajas para resolver cualquier problema de flujo en den dimensiones, una de ellas las siguientes que señala A. Casagrande.
a) Durante el trazo de la red de flujo se pueden apreciarobviamente Los cambios que se requieren en el diseño para mejorar la estabilidad y las condiciones de flujo (y en ocasiones, también, la economía) de la obra.
b) Con un poco de experiencia en el trazo de Las redes de flujo, los efectos de cam-biar uno u otro detalle del diseñó se pueden apreciar muy fácilmente sin necesidad de encontrar toda la red de flujo para diferentes secciones transversales; esdecir, en un lapso de tiempo relativamente corto se pueden estudiar muchas alternativas que, con cualquier otro método pueden requerir varias semanas de trabajo
c) El método desarrolla una cierta sensibilidad de la dirección del flujo que no sola-mente mejora la rapidez y la aproximación con que se determinan las redes de flujo, sino que también propicia un mejor entendimiento de la hidromecánicadel flujo de agua.
d) Sirve para verificar o localizar errores- de otros métodos.
e) Se puede explicar en qué consiste la red de flujo a través del planteamiento de un problema. Considérese por ejemplo el caso de una presa de concreto que tiene las secciones transversales.
Lo primero que debe uno procurar es establecer las líneas de frontera, es decir, definir las líneas equipotenciales ylas de flujo que son frontera. Generalmente, la frontera con el estrato impermeable constituye la línea más largado flujo, mientras que el contorno de la base de la estructura constituye en ocasiones la línea más corla. La línea de contacto entre el agua y el material permeable constituyen líneas equipotenciales.
Una vez establecidas dichas fronteras se procede a trazar tres o cuatro líneas deflujo de manera que entre cada dos de este pase la misma cantidad de flujo y se tracen las líneas equipotenciales que permitan que entre una y otra haya la misma caída de potencial. Es decir, si del número infinito de líneas de flujo escogemos sí i« unas enancas, de mantra que entre cada dos de ellas pase una misma fracción de flujo a, y si del número infinito de líneas equipotenciales...
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