Clasificación de los fluidos tomando en cuenta el fenómeno del salto hidráulico.

Clasificación de los fluidos tomando en cuenta el fenómeno del salto hidráulico.
a) Crítico
b) Subcrítico
c) Supercrítico

Salto Hidráulico.
El salto hidráulico es el ascenso brusco del nivel del agua que se presenta en un canal abierto a consecuencia del retardo que sufre una corriente de agua que fluye a elevada velocidad. Este fenómeno presenta un estado de fuerzas en equilibrio, en elque tiene lugar un cambio violento del régimen de flujo, de supercrítico a subcrítico.
Este involucra una pérdida de energía relativamente grande mediante disipación en el cuerpo turbulento de agua dentro del resalto. En consecuencia, el contenido de energía en el flujo después del resalto es apreciablemente menor que el de antes del mismo.
La profundidad antes del salto es siempre menor que laprofundidad después del salto. La profundidad antes del resalto se conoce como profundidad inicial y1, y después del resalto se conoce como profundidad final y2.
Para flujo supercrítico en un canal horizontal, la energía de flujo se disipa a través de la resistencia a la fuerza de fricción a lo largo del canal, dando como resultado un descenso en la velocidad y un incremento en la profundidad enla dirección del flujo. El resalto hidráulico se formará en el canal si el número de Froude F1 del flujo, la Profundidad de flujo y1 y la profundidad y2 aguas abajo satisfacen la ecuación de razón de profundidades:

El número de Froude siempre es mayor que la unidad antes del resalto y menor que la unidad después de él.

Si F1 > 1 Flujo Supercrítico

Si F2
FLUJO NO UNIFORME DEVARIACIÓN GRADUAL
Los Flujos en un canal se caracterizan por la velocidad media, aun cuando exista un perfil de velocidad en una sección dada. El flujo se clasifica en una combinación de continuo o discontinuo, y de uniforme o no uniforme.
Los flujos no uniforme de variación rápida que sucede en tramos relativamente cortos o en transiciones de canales abiertos y Los flujos no uniforme de variacióngradual, donde la superficie del agua se mantiene continuamente tranquila, la diferencia entre los dos es que en el flujo de variación rápida, las perdidas son a menudo son ignoradas si consecuencias severas, mientras que en el flujo de variación gradual, es necesario incluir las perdidas provocadas por esfuerzos cortantes distribuidos a lo largo del canal. El esfuerzo cortante es el mecanismo queofrece mayor resistencia al flujo.
En tramos relativamente cortos, llamados transición, es cuando hay un cambio rápido de profundidad y de velocidad este tipo de flujo se denomina flujo de variación rápida, pero también a lo largo de tramos mas extensos de un canal es posible que la velocidad y la profundidad no varíen con rapidez, sino más bien que cambien lentamente. En este caso la superficie seconsidera como continua y el régimen se llama flujo de variación gradual, algunos ejemplo de este tipo de flujo son el agua de rechazo creada por un dique colocado en un río, y el abatimiento de una superficie de agua conforme se aproxima a una catarata.
En una caída libre el flujo pasa sobre un salto el cual es lo suficientemente agudo para que la parte inferior de la lámina de agua no se separedel fondo del canal (Figura 2.13). Este es un caso especial de un vertedero de cresta aguda donde la altura del vertedero (w) es cero.
Así que la ecuación del vertedero no es aplicable debido a la fuerte discrepancia que existe en la distribución de presiones cerca al salto.

Figura 2.13 Caída libre
La relación entre la profundidad y el caudal se obtiene analizando el flujo cerca al salto dela caída como un caso especial de una transición de una pendiente media a una muy fuerte. En la transición de una pendiente media (horizontal o adversa) a una fuente debe presentarse la profundidad crítica y por supuesto el flujo crítico, esta profundidad ocurre en el salto. Ahora imaginemos que la pendiente fuerte se hace cada vez mas empinada hasta que el flujo se separe y una condición de...