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INDICE
TEMA
PÁG.
Flujo en canales abiertos
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Generalidades
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FLUJO EN CANALES ABIERTOS
GENERALIDADES
Los canales son conductos abiertos en los cuales el agua circula por acción de la gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie del liquido esta en contacto con lapresión atmosférica

TIPOS DE CANALES
Naturales.- Ríos
Artificiales.- Para riego, agua potable, aguas servidas, etectricidad
Etc.


ELEMENTOS GEOMETRICOS
Los elementos más importantes son:





Área “ A “.- Sera siempre la sección transversal de la corriente que conduce el canal.

Perímetro mojado “ P “.- Es la longitud de la línea de intersección del plano de la sección transversal con la superficiemojada del canal es decir la línea abcd

Base “ b “.- Es la base o solera del canal.

Radio Hidráulico “ R “.- R = A/P

Profundidad “ h “.- Si no especifica otra cosa, se refiere a la profundidad máxima del canal.

Ancho Superior “ T “ .- Es el término usado para designar el ancho de la sección transversal en la superficie del agua
Profundidad media “ hm “.- hm = A/T
La profundidad del centrode gravedad “ Y “ .- Es la profundidad a que esta la el centro de gravedad de la sección transversal de la corriente.
Velocidad media “ V “.- Es la velocidad media en la sección transversal

ENERGIA EN UN CANAL



Energía Cinética.- Es la carga de velocidad a lo largo del canal donde V es la velocidad media de la sección en análisis.

El coeficiente “alfa“ es un factor de corrección de lavelocidad que en la práctica de asume = 1

Energía Cinética =

Se asume en la practica “alfa” = 1, aunque su variación en los flujos esta entre 1,1 a 2,5
DISTRIBUCIONES DE VELOCIDADES EN CANALES





























+





Energía de Presión “ h “ .- Es la altura del agua con relación al fondo del canal

Energía de Posición “ Z “ .- Es la altura que se tiene con relación la plano dereferencia

Energía Total




FLUJO UNIFORME
La fórmula de Manning se ha convertido en el principal instrumento para el cálculopractico de canales



n.- Rugosidad
R.- Radio hidráulico
J .- Pendiente del fondo del canal

Ecuaciones







Formulario Geometrías Varias.























Ábacos a utilizar.
















































TIPOS DE PROBLEMAS
CASO
Q
V
y
n
J
ElementosGeométricos
A
¿
d
x
x
x
x
B
d
¿
x
x
x
x
C
x
d
¿
x
x
x
D
x
d
x
¿
x
x
E
x
d
x
x
¿
x
F
x
d
x
x
x
¿
x.- Variables conocidas
¿.- Variables desconocidas
d.- Variables desconocidas que pueden ser determinadas a partir de x.

Se resuelven con ecuaciones de : Continuidad
Manning


Ejemplo.-Un canal de concreto tiene un ancho de 4 metros y una pendiente de 4%, calcular su calado si transporta un caudalde 10 m3/s.

Datos
n = 0,014
b = 4 m
J = 4% = 0,04 m/m
Q = 10 m3/s
h = ¿ (calado = tirante)

Solución

Para entrar al ábaco se divide para b8/3para

tener un valor adimensional

(Q * n) / (J1/2* b8/3) = 0,01736

Con el valor 0,01736 en el ábaco 6-1 hallo h/b
h/b = 0,10 entonces h = 0,10 * b = 0,10 * 4
h = 0,40 metros

Ejemplo.- Un canal de concreto tiene un ancho de 4 metros y unapendiente del 4%, Calcular su calado si transporta 10 m3/s






DATOS











Q =
10
m3/s



b =
4
m



J =
0,04
m/m



n =
0,014


















Asumimos
A
P
R2/3
Q
V
h (m)
m2
m

m3/s
m/s
--------------------------------------------------------------------------------------------
0,05
0,20
4,10
0,13
0,38
1,90






0,30
1,20
4,60
0,41
7,00
5,83
0,31
1,24
4,62
0,42
7,37
5,94
0,32
1,28
4,640,42
7,75
6,05
0,33
1,32
4,66
0,43
8,13
6,16
0,34
1,36
4,68
0,44
8,52
6,27
0,35
1,40
4,70
0,45
8,92
6,37
0,36
1,44
4,72
0,45
9,32
6,47
0,37
1,48
4,74
0,46
9,73
6,57
0,38
1,52
4,76
0,47
10,14
6,67
0,39
1,56
4,78
0,47
10,56
6,77
0,40
1,60
4,80
0,48
10,99
6,87


Ejemplo.- En un canal trapezoidal, con un ancho de solera de 3,5 metros y una pendiente de 2%, con una rugosidad K = 50. Si la...