Hidráulica en canales abiertos

Escuela Regional de Ingeniería Sanitaria y Recursos Hidráulicos Universidad de San Carlos de Guatemala Propedéutico Hidráulica MSc Ing. Luis Sandoval

INVESTIGACION DEL TEMA DE FLUJO EN CANALES

Ing. David Aguilar 26 – Enero - 2011

INDICE
A. INTRODUCCION          B. OBJETIVOS            C. MARCO TEORICO          I. Características de los Canales Abiertos  II. Distribución de Velocidades   III. Radio Hidráulico        IV. Clasificación del Flujo      V. Flujo Uniforme y Flujo Variado    VI. Flujo Subcrítico, Crítico, y Supercrítico  VII. Número de Froude        VIII. Ecuación de Chézy y Manning  IX. Flujo Variado         X. Energía Crítica y Profundidad Crítica  XI. Salto Hidráulico        D. CONCLUSIONES          E. BIBLIOGRAFIA                                                                                                         2  2  2  2  2  3  4  4  5  5  5  6  6  6  7  7 

INTRODUCCION

Los sitemas de conducción de agua pueden trabajar tanto a presion como sin presión . Al elemento que conduce un flujo sin presión alguna se le conoce como canal. El canal es por excelencia la estructura mas utilizada para transportar aguas que ya han tenido un uso; masconocidas como aguas servidas o residuales. Por lo que se vuelve importante para el Ingeniero que quiera diseñar este tipo de infraestructura tener claros los conceptos principales alrededor de toda la teoria que circunda la Hidráulica de Canales Abiertos.

OBJETIVOS

• Tener al tanto la teoría acerca del comportamiendo de los flujos dentro de una turberia que trabaje como canal. • Entender la Teoríay utilizarla en casos de aplicación.

MARCO TEORICO I. Características de los canales abiertos
Trabajan a sección parcialmente llena. Trabajan a presión atmosférica. Su distribucion de velocidades no es uniforme. Pendientes pequeñas. La profundidad del flujo, el caudal y las pendientes del fondo del canal de la superficie libre son interdependientes. • Su sección puede tener varias formas,desde las definidas geometrica mente como circular, semi circular, triangular, rectangular, trapezoidal; hasta irregulares como las definidas por los flujos naturales. • Poseen una rugosidad dependiendo del material del canal que afecta la velocidad del flujo. • • • • •

II. Distribución de velocidades
Debido a la presencia de la superficie libre y a la fricción a lo largo de las paredes delcanal, las velocidades en un canal no están uniformemente distribuidas en su sección.

La velocidad máxima en los canales por lo general se encuentra por debajo de la superficie libre, a una distancia de 0.05 a 0.25 de la profundidad. La distribución de velocidades en una sección de canal depende de la forma del canal, de la rugosidad del material del canal, del la presencia de curvas, el viento dela superfie es despreciable para la distribución de velocidades. En una curva, la velocidad se incrementa de manera sustancial en el lado convexo, debido a la acción centrífuga del flujo. En canales abiertos considerados anchos; es decir, su ancho mayor de 5 a 10 veces la profundidad del flujo, los lados del canal no tienen ninguna influencia en la distribucion de velocidades en la región central,y por lo tanto el flujo en esta región puede considerarse bidimensional en el analisis hidráulico. Papa medir la velocidad de un canal, la seccion se divide en franjas verticales por medio de un determinado número de verticales sucesivas y las velocidades medias en las verticales se determinan midiendo la velocidad de 0.6 de la profundidad en cada vertical, o tomando el promedio de lasvelocidades a 0.2 y 0.8 de la profundidad, cuando se requieren resultados mas confiables. Entonces, la suma de los caudales a través de todas las franjas es el caudal total y la velocidad es por consiguiente el caudal total divido por el area completa de la sección.

III. Radio Hidráulico
El radio hidraulico es la relación entre el Area mojada (Am) y el perimetro mojado (Pm). Donde el Area mojada es el...