Flujo en canales abiertos y su clasificación

[pic]

Ingeniería Civil

Hidráulica II

Docente: Ing. EDGAR IVÁN PINEDA P

Profesional en formación: CÉSAR ROJAS CABRERA
Tema: Resumen del Capitulo I

Fecha: 30 de marzo de 2010



FLUJO EN CANALES ABIERTOS Y SU CLASIFICACIÓN

El flujo deagua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas dos clases de flujos son similares en diferentes en muchosaspectos, pero estos se diferencian en un aspecto importante.
Los conductos abiertos, no solamente son todas las corrientes naturales y canales artificiales, sino también todas las formas de conductos cerrados que escurren parcialmente llenos. Todos los conductos abiertos, considerados en un aspecto general, pueden ser clasificados como sigue:
1. Conductos artificiales.
Construidas por el serhumano, se las pude usar para diversas actividades que este requiera, como para irrigación, navegación, cunetas de drenaje, alcantarillado, entre otras. Poseen las siguientes características:
• Escurrimiento uniforme.
• Escurrimiento no uniforme o variado.

2. Conductos o cauces naturales.
Como su nombre lo indica son conductos que se han abierto paso debido a la orografía delterreno y cauces, los cuales permiten el movimiento del agua, estos pueden ser: las quebradas, riachuelos, ríos, etc.
El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.
Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican por el hecho de que la composición de lasuperficie libre puede cambiar con el tiempo y con el espacio, y también por el hecho de que la profundidad de flujo el caudal y las pendientes del fondo del canal y la superficie libre son interdependientes.
En estas la sección transversal del flujo, es fija debida a que está completamente definida por la geometría del conducto. La sección transversal de una tubería por lo general es circular, en tantoque la de un canal abierto puede ser de cualquier forma desde circular hasta las formas irregulares en ríos. Además, la rugosidad en un canal abierto varia con la posición de una superficie libre. Por consiguiente la selección de los coeficientes de fricción implica una mayor incertidumbre para el caso de canales abiertos que para del de tuberías, en general, el tratamiento del flujo en canalesabiertos es más que el correspondiente a flujo en tuberías. El flujo en un conducto cerrado no es necesariamente flujo en tuberías si tiene una superficie libre, puede clasificarse como flujo en canal abierto.

TIPOS DE FLUJO
El flujo en canales abierto puede clasificarse en muchos tipos y distribuirse de diferentes maneras. La siguiente clasificación se hace de acuerdo con el cambio en laprofundidad del flujo con respecto al tiempo y al espacio.
FLUJO PERMANENTE: tiempo como criterio. Llamado también flujo estacionario. Este tipo de flujo se caracteriza porque las condiciones de velocidad de escurrimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo, o sea que permanecen constantes con el tiempo o bien, si las variaciones en ellas son tan pequeñas con respecto a los valores medios. Asímismo en cualquier punto de un flujo permanente, no existen cambios en la densidad, presión o temperatura con el tiempo, es decir:
[pic][pic][pic]
Dado al movimiento errático de las partículas de un fluido, siempre existen pequeñas fluctuaciones en las propiedades de un fluido en un punto, cuando se tiene flujo turbulento. Para tener en cuenta estas fluctuaciones se debe generalizar la definiciónde flujo permanente según el parámetro de interés, así:
[pic]
donde:
Nt: es el parámetro velocidad, densidad, temperatura, etc.
El flujo permanente es más simple de analizar que él no permanente, por la complejidad que le adiciona el tiempo como variable independiente.
EL FLUJO ES NO PERMANENTE si la profundidad no cambia con el tiempo. Llamado también flujo no estacionario.
En este tipo...