Desarrollo Del Flujo Uniforme En Canales Abiertos

Reporte de lectura capitulo 5
Desarrollo del flujo uniforme y de sus ecuaciones

Silvestre García



Guadalajara Jal

15/11/12


Hidráulica


SILVESTRE G



Guadalajara Jal

Hidráulica


2012
SILVESTRE G

17/10/2012

5.1.-Caracteristicas del flujo uniforme:
Se considera que un flujo uniforme tiene las siguientes características:
1.-profundidad,área mojadala velocidad en cada caudal son constantes
2.- la línea de energía .,la superficie del agua y el fondo del canal son paralelos., es decir que todas sus pendientes son iguales.
Se considera que el flujo es solo permanente debido a que el no permanente simplemente no existe.
Nótese que el flujo uniforme no puede ocurrir en velocidades muy altas., a menudo descritas como ultra rápidas. Esto sedebe a que el flujo uniforme cuando alcanza una velocidad alta se vuelve muy inestable. A velocidades mas altas el flujo eventualmente atrapa aire y se volverá inestable.
5.2.- establecimiento del flujo uniforme:
Cuando el flujo ocurre en un canal abierto el agua el agua encuentra resistencia a medida que corre aguas abajo. Esta resistencia por lo general es contrarrestada por loscomponentes gravitacionales que actúan sobre el cuerpo del agua sobre la dirección en movimiento.
Un flujo uniforme se desarrolla si la resistencia se balancea con las fuerzas gravitacionales. Si el agua entra al canal con lentitud, la velocidad y por consiguiente la resistencia serán pequeñas y las resistencias sobrepasadas por las fuerzas de gravedad, dando como resultado una aceleración deflujo en el tramo de aguas arriba la velocidad y la resistencia se incrementaran de manera gradual hasta que alcance un balance entre fuerzas de resistencia y de gravedad. A partir de ese momento el flujo vuelve a ser uniforme .
5.3 expresión de la velocidad en flujo uniforme:
Para los cálculos hidráulicos la velocidad media de un flujo uniforme turbulento en canales abiertos por logeneral se expresa aproximadamente por la llamada ecuación de flujo uniforme. Puede expresarse de la siguiente manera:
v=CRxSw
Donde “v” es la velocidad media expresada en ft/s “r” es el radio hidráulico en pies y “s” es la pendiente de energía

5.4.-Ecuacion de Chezy:
Se expresa de la siguiente manera
V=CRS
Donde “v” es la velocidad media en pies “R” es el radio hidráulico en pies.,”S”es la pendiente de la línea de energía y “C” es un factor de resistencia al flujo.
la ecuación de Chezy puede deducirse matemáticamente a partir de 2 suposiciones. La primer suposición fue echa por Chezy., establece que la fuerza que resiste el flujo por unidad del lecho de la corriente es proporcional al cuadrado de la velocidad, es decir esta fuerza es igual a Kv2 donde “k” es unaconstante de proporcionalidad. La superficie de contacto de flujo con el lecho de la corriente es igual al producto del perímetro mojado y la longitud del tramo del canal o “PL”,luego la fuerza total que resiste al flujo es igual a “Kv2PL”
la segunda supocision es el principio básico del flujo uniforme en la cual se cree que fue por primera vez establecido por Bramhs en 1754.establece que elflujo uniforme debe ser igual a la fuerza total de la resistencia. La componente efectiva de la fuerza gravitacional es paralela al fondo del canal e igual a wALS=KV2PL. si AP=R y w/k se remplazan por un factor “C” la siguiente ecuación se reduce a la ecuación de Chezy
v=wkaps=CRS

5.5.-Ecuacion de Maning.
En 1889 el ingeniero irlandés Robert Maning presento una ecuación la cual despuésse cambio hasta llegar a su forma actual
v=1.49nr2/3s1/2
DONDE “v” ES LA VELOCIDAD “r” ES EL RADIO HIDRAULICO “S” es la pendiente de la línea de energía y “N” es el coeficiente de rugosidad ,específicamente un “N” de Maning.
5.6.-Coeficiente de rugosidad de Maning:
Al aplicar la ecuación de Maning la mayor dificultad esta en la determinación del coeficiente de rugosidad ya que no...