Canales Abierto Y Cerrados
Páginas: 7 (1610 palabras)
Publicado: 10 de abril de 2011
Introducción
Desde hace por lo menos 5000 años el hombre ha inventado y construido obras para el aprovechamiento del agua; entre las más antiguas están los CANALES, usados para llevar el agua de un lugar a otro.
Los canales son conductos abiertos o cerrados en los cuales el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie libre del líquido está encontacto con la atmósfera; esto quiere decir que el agua fluye impulsada por la presión atmosférica y de su propio peso.
CANALES ABIERTOS
El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería (canal cerrado). Estas dos clases de flujos son similares en muchos aspectos, aunque se diferencian en un aspecto importante.
El flujo en canal abierto debe tener unasuperficie libre, en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.
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. El flujo en canales abiertos también tiene lugar en la naturaleza, como en ríos, arroyos, etc. De formaartificial, creadas por el hombre, tiene lugar en los canales, tuberías, y canales de desagüe en la mayoría de los casos. Los canales tienen secciones rectas regulares y suelen ser rectangulares, triangulares o trapezoidales. También tienen lugar el flujo de canales abiertos en el caso de conductos cerrados, como tuberías de sección recta circular cuando el flujo no es a conducto lleno, y su diseño serealiza como si fuera un canal abierto.
NUMERO DE FROUDE
El número de Reynolds y los términos laminar y turbulentos no bastan para caracterizar todas las clases de flujo en los canales abiertos.
El mecanismo principal que sostiene flujo en un canal abierto es la fuerza de gravitación. Por ejemplo, la diferencia de altura entre dos embalses hará que el agua fluya a través de un canal que losconecta. El parámetro que representa este efecto gravitacional es el Número de Froude, puede expresarse de forma adimensional. Este es útil en los cálculos del resalto hidráulico, en el diseño de estructuras hidráulicas y en el diseño de barcos.
Fr2=v2gL
* L = longitud
* v= velocidad
* g= gravedad
El flujo se clasifica como:
Fr<1, Flujo subcrítico o tranquilo, tiene unavelocidad relativa baja y la profundidad es relativamente grande, prevalece la energía potencial. Corresponde a un régimen de llanura.
Fr=1, Flujo crítico, es un estado teórico en corrientes naturales y representa el punto de transición entre los regímenes subcrítico y supercrítico.
Fr>1, Flujo supercrítico o rápido, tiene una velocidad relativamente alta y poca profundidad prevalece la energíacinética. Propios de cauces de gran pendiente o ríos de montaña.
Flujo Permanente Y Uniforme
El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental que se considera en la hidráulica de canales abiertos. La profundidad del flujo no cambia durante el intervalo de tiempo bajo consideración. En el caso especial de flujo uniforme y permanente, la línea de alturas totales, la línea dealtura piezométricas y la solera del canal son todas paralelas, es decir, son todas iguales sus pendientes.
Otros tipos de flujos son:
1) Flujo Permanente
a) Flujo uniforme
b) Flujo variado:
i) flujo gradualmente variado
ii) flujo rápidamente variado
2) Flujo no Permanente
a) Flujo uniforme no permanente "raro"
b) Flujo no permanente (esdecir, flujo variado no permanente):
i) Flujo gradualmente variado no permanente
ii) Flujo rápidamente variado no permanente
Siendo un flujo permanente y uniforme se pueden obtener las siguientes relaciones, denominadas relaciones de Chezy–Manning, para la velocidad V y el caudal Q:
V=knRh2/3 S01/2
Q=knARh2/3 S01/2
* k: Valor constante según las unidades a utilizar....
Desde hace por lo menos 5000 años el hombre ha inventado y construido obras para el aprovechamiento del agua; entre las más antiguas están los CANALES, usados para llevar el agua de un lugar a otro.
Los canales son conductos abiertos o cerrados en los cuales el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie libre del líquido está encontacto con la atmósfera; esto quiere decir que el agua fluye impulsada por la presión atmosférica y de su propio peso.
CANALES ABIERTOS
El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería (canal cerrado). Estas dos clases de flujos son similares en muchos aspectos, aunque se diferencian en un aspecto importante.
El flujo en canal abierto debe tener unasuperficie libre, en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.
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. El flujo en canales abiertos también tiene lugar en la naturaleza, como en ríos, arroyos, etc. De formaartificial, creadas por el hombre, tiene lugar en los canales, tuberías, y canales de desagüe en la mayoría de los casos. Los canales tienen secciones rectas regulares y suelen ser rectangulares, triangulares o trapezoidales. También tienen lugar el flujo de canales abiertos en el caso de conductos cerrados, como tuberías de sección recta circular cuando el flujo no es a conducto lleno, y su diseño serealiza como si fuera un canal abierto.
NUMERO DE FROUDE
El número de Reynolds y los términos laminar y turbulentos no bastan para caracterizar todas las clases de flujo en los canales abiertos.
El mecanismo principal que sostiene flujo en un canal abierto es la fuerza de gravitación. Por ejemplo, la diferencia de altura entre dos embalses hará que el agua fluya a través de un canal que losconecta. El parámetro que representa este efecto gravitacional es el Número de Froude, puede expresarse de forma adimensional. Este es útil en los cálculos del resalto hidráulico, en el diseño de estructuras hidráulicas y en el diseño de barcos.
Fr2=v2gL
* L = longitud
* v= velocidad
* g= gravedad
El flujo se clasifica como:
Fr<1, Flujo subcrítico o tranquilo, tiene unavelocidad relativa baja y la profundidad es relativamente grande, prevalece la energía potencial. Corresponde a un régimen de llanura.
Fr=1, Flujo crítico, es un estado teórico en corrientes naturales y representa el punto de transición entre los regímenes subcrítico y supercrítico.
Fr>1, Flujo supercrítico o rápido, tiene una velocidad relativamente alta y poca profundidad prevalece la energíacinética. Propios de cauces de gran pendiente o ríos de montaña.
Flujo Permanente Y Uniforme
El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental que se considera en la hidráulica de canales abiertos. La profundidad del flujo no cambia durante el intervalo de tiempo bajo consideración. En el caso especial de flujo uniforme y permanente, la línea de alturas totales, la línea dealtura piezométricas y la solera del canal son todas paralelas, es decir, son todas iguales sus pendientes.
Otros tipos de flujos son:
1) Flujo Permanente
a) Flujo uniforme
b) Flujo variado:
i) flujo gradualmente variado
ii) flujo rápidamente variado
2) Flujo no Permanente
a) Flujo uniforme no permanente "raro"
b) Flujo no permanente (esdecir, flujo variado no permanente):
i) Flujo gradualmente variado no permanente
ii) Flujo rápidamente variado no permanente
Siendo un flujo permanente y uniforme se pueden obtener las siguientes relaciones, denominadas relaciones de Chezy–Manning, para la velocidad V y el caudal Q:
V=knRh2/3 S01/2
Q=knARh2/3 S01/2
* k: Valor constante según las unidades a utilizar....
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.