Flujo En Canales Abiertos

República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Defensa.
Universidad Nacional Experimental Politécnica de la
Fuerza Armada.
Especialidad: Ingeniería Civil.
Cátedra: Mecánica de los fluidos.
Sección:.




“Flujo en Canales Abiertos”

Profesor: Bachiller:
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CiudadGuayana, julio de 2012.
Flujo en Canales Abiertos.
El flujo en canales abiertos tiene lugar cuando los líquidos fluyen por la acción de la gravedad y solo están parcialmente envueltos por un contorno sólido; por lo que el líquido que fluye tiene superficie libre y sobre él no actúa otra presión que la debida a su propio peso y a la presión atmosférica; también tiene lugar en la naturaleza, como enríos, arroyos, etc.

Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican por el hecho de que la composición de la superficie 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 queestá completamente definida por la geometría del conducto. La sección transversal de una tubería por lo general es circular, en tanto que 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 implicauna mayor incertidumbre para el caso de canales abiertos que para del de tuberías, en general, el tratamiento del flujo en canales abiertos 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.

 Número de Froude.

El numero de Reynolds y lostérminos laminar y turbulentos no bastan para caracterizar todas las clases de flujo en los canales abiertos.

El mecanismo principal que sostiene flujo en un canal abierto es la fuerza de gravitación. Por ejemplo, la diferencia de altura entre dos embalses hará que el agua fluya a través de un canal que los conecta. El parámetro que representa este efecto gravitacional es el Número de Froude, puedeexpresarse de forma adimensional. Este es útil en los cálculos del resalto hidráulico, en el diseño de estructuras hidráulicas y en el diseño de barcos.




 L - parámetro de longitud [m]
 v - parámetro de velocidad [m/s]
 g - aceleración de la gravedad [m/s²]

El flujo se clasifica como:

• Fr1, Flujo supercrítico o rápido, tiene una velocidad relativamente alta y pocaprofundidad prevalece la energía cinética. Propios de cauces de gran pendiente o ríos de montaña.


 Tipos de Flujo en un Canal Abierto.

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 la profundidad del flujo con respecto al tiempo y al espacio.

• Flujo Permanente.

Se dice que elflujo en un canal abierto es permanente si la profundidad del flujo no cambia o puede suponerse constante durante el intervalo de tiempo en consideración.

Entre ellos:

 Flujo uniforme.
 Flujo variado.
 Flujo gradualmente variado.
 Flujo rápidamente variado.



• Flujo No Permanente.

Si la profundidad no cambia con el tiempo. En la mayor parte de canales abiertos es necesarioestudiar el comportamiento del flujo solo bajo condiciones permanentes. Sin embargo el cambio en la condición del flujo con respecto al tiempo es importante, el flujo debe tratarse como no permanente, el nivel de flujo cambia de manera instantánea a medida que las ondas pasan y el elemento tiempo se vuelve de vital importancia para el diseño de estructuras de control.
Para cualquier flujo, el...