Canal Abierto Y Sus Propiedades

Canal abierto y sus propiedades:
Un canal abierto es un conducto en el cual el agua fluye a superficie libre. De acuerdo con su origen un canal s puede clasificar en natural y artificial.

Los canales naturales son todos los cursos de agua que existen de manera natural en la tierra, los cuales varían en tamaño desde pequeños arroyuelos en montañas, hasta quebradas, arroyos ríos pequeños ygrandes, y santuarios de mareas.

A diferencia de los anteriores los canales artificiales son obras de infraestructura hechos por el hombre los cuales son destinados para un fin en específico, como los canales de navegación o canales de plantas hidroeléctricas, las propiedades de estos pueden ser medidas de una manera más precisa debido a que estos están desarrollados por la mano del hombre.




Flujouniforme: Este tipo de flujos son poco comunes y ocurren cuando el vector velocidad en todos los puntos del escurrimiento es idéntico tanto en magnitud como en dirección para un instante dado o expresado matemáticamente:


Donde el tiempo se mantiene constante y s es un desplazamiento en cualquier dirección.
Flujo no uniforme: Es el caso contrario al flujo uniforme, este tipo de flujo se encuentracerca de fronteras sólidas por efecto de la viscosidad.
Flujo permanente: Llamado también flujo estacionario.
Este tipo de flujo se caracteriza porque las condiciones de velocidad de escurrimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo, o sea que permanecen constantes con el tiempo o bien, si las variaciones en ellas son tan pequeñas con respecto a los valores medios. Así mismo en cualquierpunto de un flujo permanente, no existen cambios en la densidad, presión o temperatura con el tiempo.








Elementos geométricos de un canal abierto.
Un canal con una sección transversal invariable y una pendiente de fondo constante se conoce como canal prismático. De otra manera, el canal es no prismático; un ejemplo es un vertedero de ancho variable y alineamiento curvo. Al menos que seindique específicamente los canales descritos son prismáticos.
El trapecio es la forma mas común para canales con bancas en tierra sin recubrimiento, debido a que proveen las pendientes necesarias para la estabilidad.
El rectángulo y el triangulo son casos especiales del trapecio. Debido a que el rectángulo tiene lados verticales, por lo general se utiliza para canales construidos para materialesestables, como mampostería, roca, metal o madera. La sección transversal solo se utiliza para pequeñas asqueas, cunetas o a lo largo de carreteras y trabajos de laboratorio. El círculo es la sección más común para alcantarillados y alcantarillas de tamaño pequeño y mediano.
Los elementos geométricos de una sección de canal son propiedades que estarán definidas por completo por la geometría de la seccióny la profundidad del flujo del canal. Estos elementos son muy importantes para el estudio de los flujos en canales abiertos y las expresiones mas características son las siguientes:

Rh= Ac/P

Donde Rh es el radio hidráulico en relación al área mojada (Ac) con respecto su perímetro mojado (P).

Yc = Ac/b

La profundidad hidráulica D es relación entre el área mojada y el ancho de la superficie.Energía especifica:
Se define como la energía por peso de agua en cualquier sección de un canal medido con respecto al fondo del mismo, matemáticamente expresado de la siguiente manera:
Donde:
E = Energía específica del flujo.
Y = Profundidad del canal.
Q = Caudal.
g = Aceleración de la gravedad.
A = Área de la sección transversal del canal.

Profundidad critica:
Se entiende por profundidadcrítica, en hidráulica, a la profundidad en la cual un determinado caudal transita por un canal con el mínimo de energía específica. Evidentemente, dado un caudal, la profundidad crítica, en el canal, tiene asociado en forma biunivoca una velocidad crítica, y una pendiente crítica.
Cuando la profundidad del flujo es mayor que la profundidad crítica, la velocidad será menor que la velocidad...