Flujo uniforme

I. FLUJO UNIFORME
A. INTRODUCCIÓN:
Se dice que un tramo de canal se halla bajo flujo uniforme si las propiedades hidráulicas del flujo (velocidad media, profundidad de flujo, ancho superficial, etc.) no cambian a lo largo del tramo considerado. Es decir, asumiendo que la coordenada longitudinal del canal es x, entonces:

Donde  es cualquier propiedad hidráulica del flujo, como lasmencionadas anteriormente.
El flujo en condiciones libres tiene una gran aplicación, por ejemplo: Sistemas de riego, Sistemas de drenaje, conducción de agua para acueductos y la industria, plantas de tratamiento de residuales y muchos otros.
Se considera que el flujo uniforme tiene las siguientes características principales:
1. La profundidad, el área mojada, la velocidad y el caudal en cadasección del canal son constantes.
2. La línea de energía, la superficie del agua y el fondo del canal son paralelos, es decir, sus pendientes son todas iguales Sf = Sw = So = S, donde Sf es la pendiente de la línea de energía, Sw es la pendiente del agua y So es la pendiente del fondo del canal.
Cuando el flujo ocurre en un canal abierto, el agua encuentra resistencia a medida que fluyen aguasabajo. Esta resistencia por lo general es contrarrestada por las componentes de las fuerzas gravitacionales que actúan sobre el cuerpo de agua en la dirección del movimiento (figura 1). Un flujo uniforme se alcanzará si la resistencia se equilibra con las fuerzas gravitacionales. La profundidad del flujo uniforme se conoce como profundidad normal.

B. OBJETIVOS.
Ejercitar el cálculo de loselementos geométricos del flujo en un canal rectangular y el aforo del caudal con el que se va a desarrollar la práctica.
Comprobar experimentalmente algunas fórmulas de cálculo de régimen uniforme en caudales.
Obtener el coeficiente de rugosidad n en un canal rectangular.
Obtener el factor de fricción f, del canal.
Obtener la altura de rugosidad ks, en mm del canal.

C. MATERIAL Y EQUIPO DELABORATORIO
Canal de laboratorio.
Debido al tamaño físico y la naturaleza pesada de construcción, es fácil olvidar que un canal es un instrumento y que en muchos casos requiere un alto nivel de integridad respecto tanto a sus dimensiones de trabajo, como a su habilidad de conseguir resultados reproducibles.
Armfield reconoce la necesidad de exactitud, precisión y repetitividad.
Estos son laspiedras angulares del diseño, construcción e instalación final.
Nivel mecánico de precisión lineal.
Las burbujas principales son ajustables y están alojadas en un tubo de latón con acabado satinado, con una tapa que se cierra por fricción para evitar quiebres. 
Flexo metro, Regla metálica graduada, Cronometro. Calculadora y libreta de apuntes
En el ensayo se usaron una regla metalica para medir laprofundidad del agua en canal hidraulico






Ademas de que el canal se encuentra insataldo de la siguiente manera:








Figura Nº1: Canal Experimental

D. FUNDAMENTO TEÓRICO:
El flujo con superficie libre probablemente es el fenómeno de flujo que con más frecuencia se produce en la superficie de la tierra. Las olas de los océanos, las corrientes de agua de lluvia sonejemplos que suceden en la naturaleza. Las situaciones inducidas por los humanos incluyen flujos en canales y alcantarillas, escurrimientos sobre materiales impermeables, tales como techos y lotes de estacionamiento, y el movimiento de las olas en puertos
En todas estas situaciones, el flujo se caracteriza por una interfaz entre aire y la capa superior de aguas, la cual se denomina como superficielibre. En la superficie libre, la presión es constante, y en casi todas las situaciones, esta es la atmosférica. En ese caso la línea piezometrica y la superficie libre y la superficie del líquido coinciden
El esfuerzo cortante en la capa límite es no uniforme, mientras que en la superficie libre el esfuerzo cortante es insignificante, no obstante varia alrededor del perímetro humedecido. En...