Hidraulica flujo uniforme

El flujo uniforme rara vez ocurre en los canales naturales debido a que no son prismáticos. Aun en los prismáticos es poco frecuente por la existencia de controles, como vertedores,compuertas, etc.., que dictan una relación gasto/tirante diferente de la propiedad al flojo, dificultando su establecimiento. Sin embargo, el flujo uniforme es una condición básica que debe considerarseen todos los problemas de diseños.

En un canal de cierta pendiente y rugosidad, que debe conducir un caudal conocido, el estado de flujo uniforme es el criterio que rige al área de la seccióntransversal mínima requerida. Aun las de la sección mencionada, ya que la tendencia natural del flujo será tratar de alcanzar dicho estado. Por esta razón es conveniente exponer condicioneshidráulicas que rigen el flujo uniforme, antes de las de cualquier otro pudiera presentar condiciones reales del movimiento del agua en el canal por diseñar.

Por definición el flujo uniformees aquel con profundidad y velocidad constantes. Es el equivalente de un flujo en un canal abierto en tuberías, totalmente desarrollado. El flujo uniforme sólo puede ocurrir en un canalprismático recto, con una pendiente constante en el fondo. Cuando el líquido entra al área del canal, existe una región de desarrollo de flujo gradualmente variado, llamada zona transitoria; la fuerza degravedad excede la de la pared y el flujo se acelera. La mayor velocidad aumenta el esfuerzo cortante en la pared. Si el canal es lo suficientemente largo, al final se presenta una condición deequilibrio entre la fuerza de gravedad y la fuerza de la pared, y el flujo se vuelve uniforme. Muchos canales se diseñan para la condición de un flujo uniforme. La profundidad correspondiente aun flujo uniforme en un canal particular se denomina profundidad normal ( n). Aun cuando el flujo en el canal no sea uniforme, la profundidad normal es un parámetro de diseño importante.