5 P1

Laboratorio
de Hidráulica
Ing. David
Hernández Huéramo

Manual de prácticas

Hidráulica
de canales
5o semestre

Autores:
Guillermo Benjamín Pérez Morales
Jesús Alberto Rodríguez Castro
Jesús Martín Caballero Ulaje
Jorge Leonel Angel Hurtado
Juan Pablo Molina Aguilar
Colaboradores:
Alejandro Raúl Gutiérrez Obregón
Elizabeth Pauline Carreño Alvarado
Héctor Rivas Hernández
Rukmini Espinosa DíazUMSNH – Facultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Hidráulica “Ing. David Hernández Hueramo”

1. TIPOS DE FLUJO EN CANALES Y
DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES
Objetivos


Conocer, mediante la visualización, los diferentes tipos de flujo que se presentan en el
escurrimiento a superficie libre y comprender el concepto de la distribución de
velocidades de un flujo a superficie libre, reforzándolo mediantesu visualización, al
mismo tiempo que se adquiere la técnica de medición de la velocidad como herramienta
de trabajo del ingeniero en la definición del gasto.

Aplicación
En el transporte de agua por medio de conductos abiertos o cerrados que trabajen a
gravedad, es necesario identificar el tipo de flujo que se tiene en un determinado tramo de
éste, ya que nos permitirá identificar primero si elmovimiento de sus partículas líquidas es
en forma ordenada o desordenada (flujo laminar o flujo turbulento) y el sitio donde se tiene
el control del flujo y de ésta forma saber donde realizar la medición de las características
hidráulicas y a partir de ellas poder calcular el comportamiento del flujo, ya sea hacia aguas
arriba o hacia aguas abajo, así como el caudal que se transporta para lo cuales fundamental
conocer dos características del flujo, el primero es el área hidráulica por donde pasa el fluido
y la segunda es la velocidad con que pasa; al medir ambas se puede utilizar la ecuación de
continuidad que dice que el gasto es igual al producto del área hidráulica por la velocidad.
Determinar la primera característica es relativamente fácil ya que de una forma u otra se
puede medir elfondo del cauce, los taludes y el tirante de agua, en cambio la determinación
de la velocidad resulta un poco más difícil, ya que inmediatamente surge la duda ¿Dónde
medimos la velocidad?, ¿en el centro del cauce?, ¿a que profundidad?, etc., por lo que es
importante que el ingeniero civil tenga el conocimiento de la distribución de velocidades en
conductos abiertos y de esta forma contestarcorrectamente o lo más aproximado a la
realidad de ¿Cuánta agua está pasando?, ya que éste conocimiento le permitirá proyectar
cualquier obra de ingeniería civil que interactué con el agua observada.

1

Manual de Prácticas de Laboratorio
Hidráulica de canales 5to Semestre

UMSNH – Facultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Hidráulica “Ing. David Hernández Hueramo”

Definiciones, fórmulas y unidades autilizar
La clasificación general de un flujo es importante para determinar sus características
hidráulicas, la cual se puede realizar según distintos criterios, de los cuales los de mayor
aplicación e interés desde el punto de vista de la ingeniería civil son:
1. Clasificación según la relación entre la inercia y viscosidad, velocidad contra resistencia a
fluir, que para el caso de canales setiene:
Flujo laminar.- Es el que se presenta cuando el número de Reynolds (R) es menor a 500.
Flujo turbulento.- Es aquel que se presenta cuando R es mayor de 750.
Flujo en transición.- Es aquel en que R se encuentra entre 500 y 750.
2. Clasificación según su movimiento, es decir conforme a conservar o no, sus
características hidráulicas de velocidad, tirante, caudal, área hidráulica, etc., en elespacio, siendo estos:
Uniforme.- Cuando sus características no varían de una sección a otra en el tiempo.
No uniforme.- Que resulta ser el más común en canales y que se subclasifica en:
Gradualmente variado
Bruscamente variado
Espacialmente variado
3. Clasificación según la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas gravitatorias.
Régimen Crítico.- Cuando el número de Froude (Fr) es...