Mecanica de fluidos

INTRODUCCIÓN:
En ingeniería se denomina canal a una construcción destinada al transporte de fluidos (generalmente utilizada para agua) y que, a diferencia de las tuberías, es abierta a la atmósfera. También se utilizan como vías artificiales de navegación. La descripción del comportamiento hidráulico de los canales es una parte fundamental de la hidráulica y su diseño pertenece al campo de laingeniería hidráulica, una de las especialidades de la ingeniería civil.
El flujo de agua 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.
El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido aque en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.
Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican por el hecho de que la composición de la superficie libre puede cambiar con el tiempo y con el espacio, y también por el hecho de que la profundidad de flujo el caudal y las pendientes del fondo del canal y la superficie libre son interdependientes.

TIPOS DE CORRIENTES OFLUJOS EN CANALES ABIERTOS:

El flujo en canales abierto puede clasificarse en muchos tipos y distribuirse de diferentes maneras. La siguiente clasificación se hace de acuerdo con el cambio en la profundidad del flujo con respecto al tiempo y al espacio.

Tomando tiempo como criterio:

* FLUJO PERMANENTE: Se dice que el flujo en un canal abierto es permanente si la profundidad del flujono cambia o puede suponerse constante durante el intervalo de tiempo en consideración.
* EL FLUJO ES NO PERMANENTE: si la profundidad no cambia con el tiempo. En la mayor parte de canales abiertos es necesario estudiar el comportamiento del flujo solo bajo condiciones permanentes. Sin embargo el cambio en la condición del flujo con respecto al tiempo es importante, el flujo debe tratarse comono permanente, el nivel de flujo cambia de manera instantánea a medida que las ondas pasan y el elemento tiempo se vuelve de vital importancia para el diseño de estructuras de control.

Tomando el espacio como criterio:

* FLUJO UNIFORME: Se dice que el flujo en canales abiertos es uniforme si la profundidad del flujo es la misma en cada sección del canal. Un flujo UNIFORME puede serpermanente o no permanente, según cambie o no la profundidad con respecto al tiempo. El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental que se considera en la hidráulica de canales abiertos. La profundidad del flujo no cambia durante el intervalo de tiempo bajo consideración. El establecimiento de un flujo uniforme no permanente requeriría que la superficie del agua fluctuara de un tiempo aotro pero permaneciendo paralela al fondo del canal.
* FLUJO VARIADO: El flujo es variado si la profundidad de flujo cambia a lo largo del canal. El flujo variado puede ser permanente o no permanente, aunque este es poco frecuente.

El flujo variado puede clasificarse además como rápidamente varia o gradualmente variado: El flujo es rápidamente variado si la profundidad del agua cambia demanera abrupta en distancias compartidamente cortas; de otro modo, es gradualmente variado.

ESTADO DE FLUJO:

El estado o comportamiento del flujo en canales abiertos esta gobernado básicamente por los efectos de viscosidad y gravedad con relación con las fuerzas inerciales del flujo.

EFECTO DE VISCOSIDAD:
El flujo puede ser:
FLUJO TURBULENTO: llama flujo turbulento o corriente turbulentaal movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos, como por ejemplo el agua en un canal de gran pendiente.
EL FLUJO ES LAMINAR: si las fuerzas viscosas son muy fuertes en relación con las fuerzas inerciales, de tal manera que la viscosidad juega con...