Flujo En Canales Abiertos

FLUJO EN CANALES ABIERTOS
En ingeniería se denomina canal a una construcción destinada al transporte de fluidos —generalmente utilizada para agua— y que, a diferencia de las tuberías, es abierta a la atmósfera. También se utilizan como vías artificiales de navegación. La descripción del comportamiento hidráulico de los canales es una parte fundamental de la hidráulica y su diseño pertenece alcampo de la ingeniería hidráulica, una de las especialidades de la ingeniería civil.
Cuando un fluido es transportado por una tubería parcialmente llena, se dice que cuenta con una cara a la atmósfera, por lo tanto se comporta como un canal.
Un canal abierto es un sistema que se encuentra en contacto con la atmósfera, también se dan en medios naturales como: un río, un arroyo, inundaciones y enmedios artificiales o los creados por el hombre como: las canaletas, alcantarillas y vertederos.
También se dice que un canal abierto es un conducto por el que se desliza un líquido mediante una fuerza de gravedad ejercida sobre la masa del líquido o fluido, donde la velocidad en la superficie va ser cero y si existe un flujo secundario entonces la velocidad mayor se da en el centro esto es por suscondiciones de no deslizamiento y si es un canal circular.

DISTRIBUCIÓN DE LA VELOCIDAD ES
La velocidad en la sección de un canal no está distribuida uniformemente debido al contacto con la superficie libre y a la fricción las con paredes del canal. La máxima velocidad media no ocurre en la superficie libre, sino a una profundidad de 0,05-0,25de la profundidad. Cuanto más cercano este de lasparedes más profundo se encuentra este máximo. La figura 1 muestra la distribución de velocidades en un canal de sección rectangular. Las líneas continuas del centro de la figura corresponden a isótacas (curvas de puntos de igual velocidad); las líneas laterales son los perfiles de velocidad en las correspondientes secciones verticales y las que se presentan en la parte superior de la figura sonlos perfiles de velocidad en las secciones horizontales indicadas.

Los modelos generales para la distribución de velocidades en diferentes secciones del canal con otras formas se ilustran en la siguiente figura:

La distribución de la velocidad en la sección de un canal también depende de otros factores, como la forma de la sección, la rugosidad del canal y la presencia de curvas. En unacorriente ancha, rápida y poco profunda, o en un canal muy liso, la velocidad se encuentra en la superficie libre. La rugosidad causa un incremento de la curvatura de la curva de distribución vertical de velocidades. El viento en la superficie tiene muy poco efecto en la distribución de velocidades.
Radio hidráulico
El radio hidráulico, es un parámetro importante en el dimensionado de canales, tubosy otros componentes de las obras hidráulicas, generalmente es representado por la letra R, y expresado en m es la relación entre:
* El área mojada (A, en m²).
* El perímetro mojado (P, en m).
Es decir:

Tipos de flujo en un canal
Un flujo permanente es aquel en el que las propiedades fluidas permanecen constantes en el tiempo, aunque pueden no ser constantes en el espacio.
Lascaracterísticas del flujo, como son: Velocidad (V), Caudal (Q), y Calado (h), son independientes del tiempo, si bien pueden variar a lo largo del canal, siendo x la abscisa de una sección genérica, se tiene que:
V = fv(x)
Q = fq(x)
h = fh(x)
Un flujo transitorio presenta cambios en sus características a lo largo del tiempo para el cual se analiza el comportamiento del canal. Las características delflujo 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.
Es el flujo que se da en un canal recto, con sección y pendiente constante, a una distancia considerable (20 a 30 veces la profundidad del agua en el canal) de un punto singular, es decir un...