Canales

Universidad Nacional
Experimental del Táchira
Departamento de ingeniería civil
Hidrología Aplicada


Integrantes:
Carlos Ivan Antolinez CI. 19877513
José Manuel Ruiz CI. 20423664
José Virgilio Ruiz CI. 3154409
Ing. Civil
Profesor: Ing. Luis A. García
Septiembre de 2011
Introducción:
Los procedimientos realizados para lograr la interpretación del flujopermanente y el no permanente, han sido muy útiles para la humanidad ya que nuestras ciudades fueron ubicadas cerca de los ríos para el abastecimiento de nuestra población y así saciar las necesidades requeridas como alimentación, higiene y el uso en los cultivos cuando no llovía. Por esto se tuvo que analizar el comportamiento del agua en canales que modelan la geometría de un rio; incluyendo suporosidad la cual también es aproximada en laboratorios de hidráulica. A este estudio se tuvo que introducir los conocimientos de hidrometeorologia ya que el comportamiento al transcurrir el tiempo no era el mismo y a veces resultaba un flujo no permanente, se vio la necesidad de crear sistemas que archivaran las condiciones de los ríos minuto a minuto para así modelar resultados y poder prevenirla situación o el tiempo que llegara en el futuro.
Un gran campo de la ingeniería civil es ocupado por este ramo ya que el agua afecta todo suelo en donde se fundan las obras civiles, y en algunos casos estas obras son para la protección de la sociedad como lo son la construcción de canales para las quebradas.

Marco Teórico:
1. Procedimiento matemático para el modelo de flujopermanente en canales abiertos:
Un canal con flujo permanente es aquel en el cual la sección transversal, pendiente y rugosidad no cambian a lo largo de su longitud, las ecuaciones de continuidad, momentum y energía pueden aplicarse para el estudio de este tipo de flujo en un volumen de control.
Continuidad… para el flujo permanente se cumple que Q1=Q2 .
Energía… z1+y1+V122g = z2+y2+V222g+hf

Elflujo en canales abiertos corre a través de un canal con una superficie libre, tal como la superficie en un río o en un tubo parcialmente lleno. Se utilizará la ecuación de Manning para determinar la velocidad de un flujo en un canal abierto, con base en la ecuación de Darcy-Weisbach para pérdidas de cabeza debidas a la fricción en las paredes.
En mecánica de fluidos, la perdida de cabeza hfa lo largo de una longitud L de una tubería de diámetro D, para un flujo con velocidad V, está dada por la ecuación de Darcy-Weisbach.
hf= F LD V22g

Donde F es el factor de fricción de Darcy-Weisbach y g es la aceleración de la gravedad. Usando la definición de pendiente de fricción, Sf=hfL puede resolverse para V:

V=2gF D Sf

El radio hidráulico R de una tubería circular esR=AP=(πD24)πD=D4 , luego el diámetro de la tubería D puede reemplazarse en la siguiente ecuación:
D=4R
Para llegar a la ecuación de Darcy-Weisbach:
V=8gF R Sf
El coeficiente C de chezy se define como C=8gF utilizando este símbolo, se reescribe como
V=C R Sf
Que es la ecuación de Chezy para flujo en canales abiertos. La ecuación de Manning se deriva de la ecuación de Chezy haciendo C=R16n donde nes el coeficiente de rugosidad de Manning:
V=R23 Sf12n
La ecuación de Manning es válida en unidades SI, con R en metros y V en mts por segs Sf es adimensional, los valores del coeficiente de Manning se encuentran tabulados según el tipo de material utilizado en la construcción del canal o tubo.

Flujo transitorio o No permanente
Un flujo transitorio presenta cambios en sus características alo largo del tiempo para el cual se analiza el comportamiento del canal. Las características del flujo son función del tiempo; en este caso se tiene que:
V = fv(x, t)
Q = fq(x, t)
h = fh(x, t)
Las situaciones de transitoriedad se pueden dar tanto en el flujo subcrítico como en el supercrítico.

2. Concepto de energía especifica, profundidad normal y critica

La energía total de...