Flujo En Conductos

FLUJO EN CONDUCTOS

El flujo en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas dos clases de flujos son similares en diferentes en muchos aspectos, pero estos se diferencian en un aspecto importante.


DIFERENCIA ENTRE DESCARGA ENTRE CONDUCTOS CERRADOS Y ABIERTOS:

Diferencias entre canales y tuberías
Son varias las diferencias que pueden establecerse entre elflujo en un canal y en una tubería.
El canal tiene una superficie libre que está en contacto con la atmósfera.

En la tubería el líquido está confinado. Es un conducto cerrado. Hay presión ejercida por el fluido sobre el contorno. (Figura 1.1).

La diferencia entre un canal y una tubería no está, pues, en la forma de la sección transversal, sino en el comportamiento hidráulico.




Enlas tuberías la presión ejercida por el fluido en cada punto está representada gráficamente por la altura que alcanza el líquido en un pequeño tubo (piezómetro) conectado a la tubería, tal como puede verse en la Figura 1.2 en la que p es la presión y es el peso específico del fluido.
La altura que alcanza el fluido en el piezómetro, referida a un plano horizontal, se denomina cota piezométrica.En los canales por lo general el flujo es agua, en cambio en las tuberías puede tratarse de cualquier fluido (líquido o gaseoso).

El flujo en un conducto cerrado, que pueda tener la forma de una tubería, no es necesariamente un escurrimiento a presión. Tal sería el caso de un túnel o un conducto de desagüe en el que, por estar parcialmente lleno, haya una superficie libre (Figura1.15c).
Al haber contacto con la atmósfera, a través de la superficie libre, el conducto es hidráulicamente un canal.





En lo que respecta a tuberías la forma más común es la circular, pero no es la única. Hay canales de diferentes formas: sección cuadrada, rectangular, etc.


En general, cuando se hable de canales, siempre se referirá a circulaciones del agua en lámina libre y cuandose hable de tuberías, siempre se referirá a circulaciones del agua en contorno cerrado o a presión, aun cuando el elemento conductor no sea precisamente un tubo, como en los casos de galerías o túneles a presión de forma de herradura, rectangular o cualquiera.



TUBERÍAS EN CORRIENTES DE CONTORNO TUBERÍAS CON CORRIENTES EN LÁMINA LIBRE, CERRADO A PRESIÓNFUNCIONAN COMO UN CANAL



Otra de las diferencias entre ambos conductos está en la calidad de paredes; es decir en el grado de rugosidad del contorno. Las tuberías suelen ser de acero, hierro fundido, asbesto cemento, policloruro de vinilo, polietileno o poliéster reforzado con fibra de vidrio, materiales cuyos grados deaspereza no son muy diferentes. En cambio los canales pueden tener superficies lisas como las anteriores o muy rugosas como aquellos con revestimiento de albañilería de piedra. En general se puede decir que los problemas en canales son más complejos que los problemas en tuberías.
En una tubería dada la sección transversal es rígida y determinada. Un aumento en el gasto conlleva un aumento en lavelocidad. En cambio en un canal hay una superficie libre. Un aumento en el gasto representa una variación en la sección. La sección de una tubería es en la mayor parte de los casos circular. Un canal puede ser de ordinario rectangular, trapecial, semicircular o de forma cualquiera. A pesar de las diferencias que han sido expuestas entre tuberías y canales es posible estudiar en conjunto sufuncionamiento hidráulico.



Principios fundamentales y características de flujos en tuberías

Ecuaciones fundamentales
La ecuación de continuidad.
La ecuación de continuidad es una expresión del principio de conservación de la masa en un fluido, para deducirla, supongamos una superficie cerrada en ausencia de sumideros ni fuentes.
En determinadas condiciones, como son en flujo incompresible...