Hidraulica

Universidad del Quindío
Facultad de Ingenierías - Programa de Ingeniería civil

Curso de Hidráulica II – 110170704

Profesor: Ingeniero Hernán Alonso Aristizábal Alzate

CONTENIDO I. FUNDAMENTOS DEL FLUJO A SUPERFICIE LIBRE  Generalidades.  Reseña histórica.  Características flujo canales abiertos.  Flujo a presión vs. Flujo a superficie libre.  Elementos Geométricos.  Estados delflujo.  Distribución de velocidad en la sección de un canal  Distribución de presión en la sección de un canal.  Ecuación de continuidad y Principio de energía.  Energía específica y Energía mínima.  Flujo crítico.

Curso de Hidráulica II

FUNDAMENTOS DEL FLUJO A SUPERFICIE LIBRE
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Ecuación de continuidad y Principio de energía.

Ecuación de continuidad La ecuación de continuidad esuna consecuencia del principio de conservación de la masa y expresa que: “para un flujo continuo permanente, el caudal que atraviesa cualquier sección de una corriente de fluido es constante”. Es decir, tratándose de movimiento permanente, la cantidad de líquido que entra en la sección A1 es iguala a la que sale por A2.

Q  A1 *V1  A2 *V2  A *V  constante
De modo general:

Q  A *VDonde: Q= caudal (m3/s) V= velocidad media en la sección (m/s) A= área de la sección de flujo (m2)

FUNDAMENTOS DEL FLUJO A SUPERFICIE LIBRE
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Ecuación de continuidad y Principio de energía.

Principio de energía. En hidráulica elemental se sabe que la energía total del agua en metros – Newton por Newton de cualquier línea de corriente que pasa a través de una sección de canal puedeexpresarse como: la altura total en metros de agua, que es igual a la suma de la elevación por encima del nivel de referencia, la altura de presión y la altura de velocidad.

FUNDAMENTOS DEL FLUJO A SUPERFICIE LIBRE
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Ecuación de continuidad y Principio de energía.

Principio de energía.

FUNDAMENTOS DEL FLUJO A SUPERFICIE LIBRE
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Ecuación de continuidad y Principio de energía.Principio de energía. La altura total H de una sección O que contiene el punto A en una línea de corriente del flujo de un canal de pendiente alta (figura) puede escribirse como: 2

H  z A  d A cos  

VA 2g

zA d A cos  dA

Energía Potencial y se debe a la elevación del punto A por encima del plano de referencia Energía de flujo ó energía de presión y se debe a la presión = que se lesuministra al fluido = = Profundidad del punto A por debajo de la superficie del agua medida a lo largo de la sección del canal = Ángulo de la pendiente del fondo del canal Energía Cinética y se debe a su velocidad en la línea de = corriente que pasa a través de A


2 VA 2g

FUNDAMENTOS DEL FLUJO A SUPERFICIE LIBRE
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Ecuación de continuidad y Principio de energía.

Principio de energía. Engeneral, cada línea de corriente que pasa a través de una sección de canal tendrá una altura de velocidad diferente, debido la distribución no uniforme de velocidades en flujos reales a ______________________________________________. Sólo en un flujo paralelo ideal con distribución uniforme de velocidades la altura de velocidad puede ser idéntica para todos los puntos de la sección transversal. Enel caso del flujo gradualmente variado, sin embargo, para propósitos prácticos, puede suponerse que las alturas de velocidad para todos los puntos de la sección del canal son iguales y, con el fin de tener en cuenta la distribución no uniforme de velocidades, puede utilizarse el coeficiente de energía para corregir ese efecto. Por lo  0 tanto, para canales con pendientes bajas ______, la energíatotal en la sección del canal resulta ser: V2

H  z  d 

2g

FUNDAMENTOS DEL FLUJO A SUPERFICIE LIBRE
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Ecuación de continuidad y Principio de energía.

Principio de energía. La línea que representa la elevación de la altura total de flujo es la línea de energía. gradiente de energía La pendiente de esta línea se conoce como __________________, representada por Sf. La pendiente...