Construcciones

CURSO DE HIDRAULICA Ing. José Luis García Vélez

Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle

FLUJO EN CANALES ABIERTOS CONCEPTOS GENERALES DE FLUJO EN CANALES Y FLUJO CRÍTICO
1.1 Determinar la profundidad crítica en un canal trapezoidal con un ancho base de 2m y pendientes laterales de 1 a 1, el cual lleva un flujo de 5 m3/s
3 1.2 El agua fluye en uncanal rectangular de 2m de ancho, el cual lleva un caudal de 2 m /s. El canal es reducido en ancho a 0.5m. Determinar la profundidad en la contracción y la profundidad aguas arriba. Suponga que ocurre flujo crítico en la contracción

1.3 Un caudal de 1 m3/s transita bajo una compuerta deslizante a una velocidad de 3 m/s en un canal de 1m de ancho. Determinar si el flujo es supercrítico y, si loes, calcular la profundidad conjugada a la cual el agua se elevará luego de un resalto hidráulico 1.4 Cual es el máximo caudal que puede circular por un canal de sección rectangular, plantilla b =1.5m con una energía especifica disponible de 2.8m? 1.5 Deduzca una ecuación que muestre el caudal crítico a través de una sección rectangular de un canal en términos del ancho del canal y de la alturatotal 1.6 Una alcantarilla de concreto de sección circular de 36 pulgadas conduce un caudal de 0.57 m3/s. Determine la profundidad crítica. Halle las relaciones para el área, ancho superior, perím etro mojado y radio hidráulico 1.7 La distribución de velocidades en un río muy ancho de 2.5m de profundidad varia desde 0.6 m/s muy cerca del fondo hasta 1.8 m/s en la superficie, de acuerdo con la ecuaciónY  V = 0.6 + 1.2  . Cuales son los coeficientes α y β cuya inclusión en las ecuaciones de Y   0 Bernoulli y Momentum respectivamente permite el análisis unidimensional correcto
0.5

1.8 En un canal rectangular, horizontal, de 4.0m de ancho se coloca una compuerta que origina una vena de descarga de 60 cm. El agua se represa aguas arriba de ella hasta un a altura de 1.8 m. Despreciandoel rozamiento se pide, el caudal que transporta por el canal, la altura secuente Yr del resalto. Aplicar los diagramas adimensionales de energía 1.9 Calcular, en función del caudal (Q), el ancho (b) de la base de un canal triangular como el b mostrado en la figura si se diseña de tal forma que la profundidad crítica sea Yc = 3 1.10 Demostrar que en un canal de sección transversal de formarectangular, las profundidades 2Y12 Y22 3 alternas presentan la relación: Y c = Y1 + Y 2 1

CURSO DE HIDRAULICA Ing. José Luis García Vélez

Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente Universidad del Valle

1.11 Demostrar que para un vertedero de cresta ancha la ecuación que define el caudal teórico es Q = 1.705bh11.5
V 12 2g

L.E

H1

Y1

h1 Yc P Y2 =Yc P

1

21.12 Demostrar que para un aforador Ballofett la ecuación que define el caudal teórico esta dada por la siguiente expresión: Q = 1.705bc Y11.5

V12 2g
b1 b2 =bc Q H1 Y1

L.E

Y2 =YC

1.13 En un canal de sección rectangular (Z = 0), plantilla b = 3 m, que transporta un caudal de Q = 4 m3 /s se ha instalado un vertedero de cresta ancha con una altura de P = 0.25 m. Calcular la profundidad deflujo (Y1) en la estación de medición localizada aguas arriba del vertedero, considerando: a) Sin despreciar la cabeza de velocidad del flujo de aproximación. b) Despreciando la cabeza de velocidad del flujo de aproximación. 1.14 Un canal trapezoidal tiene un ancho de solera de 7 m, y las paredes una pendiente de 2 horizontal sobre 1 vertical. Cuando la profundidad del agua es de 1.3 m, el caudales de 12 m3/s. A) ¿Cuál es la energía especifica? y B) El flujo es subcrítico o supercrítico? 1.15 Un canal rectangular de 4 m de ancho transporta un caudal de 14 m3/s a) Tabular la energía especifica en función de la profundidad de flujo para diferentes profundidades (rango estimado 0.2 m a 2.8 m). b) Determinar la energía especifica mínima. c) Que tipo de flujo existe cuando la profundidad es...