bachiller
El flujo de canales abiertos tiene lugar cuando los líquidos fluyen por la acción de la gravedad y solo están parcialmente envueltos por un contorno sólido. En el flujo de canales abiertos, el líquido que fluye tiene superficie libre y sobre él no actúa otra presión que la debida a su propio peso y a la presión atmosférica. El flujo en canales abiertos también tienelugar en la naturaleza, como en ríos, arroyos, etc., si bien en general, con secciones rectas del cauce irregulares. De forma artificial, creadas por el hombre, tiene lugar en los canales, acequias, y canales de desagüe. E n la mayoría de los casos. Los canales tienen secciones rectas regulares y suelen ser rectangulares, triangulares o trapezoidales. También tienen lugar el flujo de canalesabiertos en el caso de conductos cerrados, como tuberías de sección recta circular cuando el flujo no es a conducto lleno. En los sistemas de alcantarillado no tiene lugar, por lo general, el flujo a conducto lleno, y su diseño se realiza como canal abierto.
Flujo Uniforme:
Es aquel con profundidad y velocidad constantes. Es el equivalente de un flujo en un canal abierto en tuberías, totalmentedesarrollado. El flujo uniforme sólo puede ocurrir en un canal prismático recto, con una pendiente constante en el fondo. Cuando el líquido entra al área del canal, existe una región de desarrollo de flujo gradualmente variado, llamada zona transitoria; la fuerza de gravedad excede la de la pared y el flujo se acelera. La mayor velocidad aumenta el esfuerzo cortante en la pared. Si el canal es losuficientemente largo, al final se presenta una condición de equilibrio entre la fuerza de gravedad y la fuerza de la pared, y el flujo se vuelve uniforme. Muchos canales se diseñan para la condición de un flujo uniforme. La profundidad correspondiente a un flujo uniforme en un canal particular se denomina profundidad normal ( n). Aún cuando el flujo en el canal no sea uniforme, la profundidadnormal es un parámetro de diseño importante.
Se considera que el flujo uniforme tiene las siguientes características principales:
1. La profundidad, el área mojada, la velocidad y el caudal en cada sección del canal son constantes.
2. La línea de energía, la superficie del agua y el fondo del canal son paralelos, es decir, sus pendientes son todas iguales Sf = Sw = So = S, donde Sf es la pendientede la línea de energía, Sw es la pendiente del agua y So es la pendiente del fondo del canal.
Cuando el flujo ocurre en un canal abierto, el agua encuentra resistencia a medida que fluye aguas abajo. Esta resistencia por lo general es contrarrestada por las componentes de las fuerzas gravitacionales que actúan sobre el cuerpo de agua en la dirección del movimiento (figura 1). Un flujo uniformese alcanzará si la resistencia se equilibra con las fuerzas gravitacionales. La profundidad del flujo uniforme se conoce como profundidad normal.
Flujo no uniforme: Es el caso contrario al flujo uniforme, este tipo de flujo se encuentra cerca de fronteras sólidas por efecto de la viscosidad
La ecuación de Chézy
Desarrollada por el ingeniero francés Antoine de Chézy en 1769 , conocidointernacionalmente por su contribución a la hidráulica de los canales abiertos, el desarrolla probablemente la primera ecuación de flujo uniforme, la famosa ecuación de Chézy, que a menudo se expresa como donde V es la velocidad media, R es el radio hidráulico, S es la pendiente de la línea de energía y C es un factor de la resistencia al flujo, conocido como C de Chézy.
La ecuación de Chézy puedededucirse matemáticamente a partir de dos suposiciones. La primera suposición fue hecha por Chézy. Ésta establece que la fuerza que resiste el flujo por unidad de área del lecho de la corriente es proporcional al cuadrado de la velocidad, es decir, esta fuerza es igual a KV2, donde K es una constante de proporcionalidad. La superficie de contacto del flujo con el lecho de la corriente es igual al...
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