ANÁLISIS EXPERIMENTAL DE PÉRDIDAS DE ENERGÍA LOCAL EN CANALES

XXII CONGRESO NACIONAL DE HIDRÁULICA

AMH

AMH

ACAPULCO, GUERRERO, MÉXICO, NOVIEMBRE 2012

ANÁLISIS EXPERIMENTAL DE PÉRDIDAS DE ENERGÍA LOCAL EN CANALES DE
SECCIÓN RECTANGULAR

Fuentes Mariles Óscar Arturo, Eb Pareja Joel Enrique; Cruz Gerón Juan Ansberto;
De Luna Cruz Faustino
Instituto de Ingeniería, UNAM, México, Tel, 55-56233600
ofm@pumas.iingen.unam.mx; jepb@iingen.uanm.mx;jcruzg@iingen.unam.mx; flunac@iingen.unam.mx

Resumen
En un dispositivo físico experimental en un laboratorio de
Hidráulica del Instituto de Ingeniería de la Universidad
Nacional Autónoma de México (IIUNAM) se realizaron
varias pruebas para calcular pérdidas de energía local en
canales de sección rectangular. Con base en mediciones del
caudal y tirante antes y después algunos accesoriosdentro de
una canal, se propusieron algunas ecuaciones y los valores de
los coeficientes para mejorar la estimación de la pérdida de
energía que provocan.

Abstract
In an experimental physical device in the Engineering Institute
of the National Autonomous University of Mexico was
estimated some local energy losses in rectangular channels.
Based on flow measurements and taut before and afterthe
change of section is proposed for calculating energy loss of an
equation and coefficients values requiring. In general, the
resulting equations to approximate the pressure drop suitably
estimated using laboratory measurements.

Palabras clave
Pérdida de energía en canales, pérdida de energía local,
pérdidas menores en canales, coeficientes de pérdida local en
canales, pérdida deenergía local en flujo a superficie libre.

Introducción
Generalmente los canales se ajustan a las condiciones
topográficas del sitio, por ello es difícil que los canales
conserven el mismo ancho, pendiente y forma de la sección
transversal.
En las redes de canales empleadas para riego agrícola y en las
de drenaje suelen haber cambios en la anchura de la sección
transversal, en la pendiente delfondo y en la dirección del
flujo.
En las modificaciones de los anchos del canal el flujo del agua
se perturba y se desarrolla una pérdida de la energía. En este
escrito se revisan, se complementan algunos valores de
pérdida de energía local y presentan los resultados de pruebas
de laboratorio para conocer la pérdida de energía local de
algunos elementos colocados dentro de un canal y lasocasionadas por los cambios en el ancho de canales de sección
transversal rectangular.

Objetivos
Las pruebas experimentales en el laboratorio de Hidráulica del
IIUNAM tuvieron los siguientes objetivos:
•
•

•

Hacer una comparación de algunos métodos para
calcular la pérdida local de energía en canales.
Proponer expresiones para determinar la pérdida
local para varias condiciones defuncionamiento
hidráulico.
Determinar los coeficientes para calcular la pérdida
de energía local de una manera más apegada a las
observaciones físicas obtenidas en el laboratorio
para contracciones y ampliaciones bruscas, al igual
para una combinación de ellas donde la longitud
entre los cambios de sección es corta; y por último,
para pilas de puente cilíndricas y de base
rectangular.Pérdida de energía local en canales
Las pérdidas de energía local en canales funcionando con flujo
permanente pueden ser calculadas como una fracción o
proporción de la carga de velocidad. Esta fracción se llama
coeficiente de pérdida local y generalmente se obtienen
experimentalmente. Aunque los coeficientes de pérdida local
también son determinados por el flujo en tubería, pocos son
loscasos en los coeficientes de pérdida local se refieren para
flujos a superficie libre. Aunque existen varias ecuaciones
para obtener la pérdida local, una de las fórmulas más
utilizadas es:
ℎ =

(1)
2

Formica (1955) y otros investigadores han llevado a cabo
experimentos para calcular las pérdidas locales para flujos
subcríticos debidas a transiciones repentinas. Formica obtuvo
los...