tuberias hidraulicas

facultad de ingeniería

ing. civil 401

TUBERIAS Y CANALES RESUMEN CAPITULO 3 !

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3.1 ENERGIA DEL FLUJO EN CANALES ABIERTOS.

en hidráulica elemental se sabe que la energía total del agua en pies-libra por libra de
cualquier linea de corriente que pasa a través de una sección de canal puede expresarse
como la altura total en pies de agua, que esto es igual a la suma de la elevaciónpor encima
del nivel de referencia la altura de presión y la altura de velocidad.


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En general, cada linea de corriente que pasa a través de una sección de canal tendrá
una altura de velocidad diferente, debido a la distribución no uniforme de velocidades
en flujos reales. solo en un flujo paralelo ideal con distribución uniforme de
velocidades la altura de velocidad puede ser idénticapara todos los puntos de la
sección transversal. en el caso del gradualmente variado, sin embargo, para
propósitos prácticos, puede suponerse que las alturas de velocidad para todos los
puntos de la sección del canal son iguales y,con el din de tener en cuenta la
distribución no uniforme de velocidades, puede utilizarse el coeficiente de energía
para corregir ese efecto.


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3.2ENERGIA ESPECIFICA

La energía especifica en una sección de canal se define como la energía por libra de
agua en cualquier sección de un canal medida con respecto al fondo de este. luego de
acuerdo con la ecuación luego de acuerdo con la ecuación anterior ,con z=0, la
energía especifica se convierte en


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Aldo Juarez Martinez

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o, para un canal de pendiente pequeña y a=1,


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la cual indica que la energía especifica es igual a la suma de la profundidad del agua
mas la altura de velocidad.

cuando la profundidad de flujo se gráfica contra la energía especifica en una sección
de canal y e un canal Q determinados, se obtiene una curva de energía especifica. esta
curva tiene dosramas, AC y BC. La rama BC se aproxima a la linea OD a medida
que se extiende hacia arriba y hacia la derecha. La linea OD es una linea que pasa
atravez del origen y tiene un ángulo de inclinación igual a 45º.

Para un canal de pendiente alta, el ángulo de inclinación de la linea OD será diferente
de 45º (¿Por que?). En cualquier punto P de esta curva, la ordenada representa la
profundidad yla abscisa representa la energía especifica, que es igual a la suma de la
altura de presión (y) y la altura de velocidad V2/2g.

la curva muestra que, para una energía especifica determinada, existen dos posibles
profundidades, la profundidad baja (y1) y la profundidad alta (y2). La profundidad
baja es la profundidad alterna de la profundidad alta, y viceversa. En el punto C, la
energíaespecifica es mínima corresponde al estado critico de flujo. Por consiguiente,
en el estado critico es claro que las dos profundidades alternas se convierten en una,
la cual es conocida como profundidad critica Yc. Cuando la profundidad de flujo es
mayor que la profundidad critica, la velocidad de flujo en menor que la velocidad
critica para un caudal determinado y, por consiguiente, el flujo essubcritico. Cuando
la profundidad del flujo es menor que la profundidad critica, el flujo es sepercritico.
por lo tanto y1, es la profundidad de un flujo supercritico y y2 es la profundidad de
un flujo subcritico.


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si el caudal cambia, existirá un cambio correspondiente a la energía especifica. Las
dos curvas A´B´ y A´´B´´. La siguiente figura representa posiciones de la curva de
energíaespecifica cuando el caudal es menor y mayor respectivamente, que el caudal
utilizado para la construcción de la curva AB.


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3.3 CRITERIO PARA EL ESTADO CRÍTICO DEL FLUJO

El estado crítico del flujo es la condición para la cual el número...