Sanitaria

HIDRAULICA DE
TUBERIAS Y CANALES

i

ii

Arturo Rocha Felices

HIDRAULICA DE
TUBERIAS Y CANALES

iii

CONTENIDO

Presentación

v

Prólogo

vii

Palabras Preliminares del Autor

ix

Indice de Figuras

xvi

Indice de Tablas

xxi

Lista de Símbolos Principales

CAPITULO

I

xxiii

INTRODUCCION
1.1

Objetivo del libro

1

1.2

Esquema delcontenido general

1

1.3

Diferencias entre canales y tuberías

3

1.4

Tipos de flujo

4

1.5

Teorema de Bernoulli. Ecuación de la energía

7

1.6

Propiedades geométricas de la sección transversal

9

1.7

Efecto de la viscosidad

11

1.8

Efecto de la gravedad

15

1.9

Concepto de distribución de velocidades

15

1.10

Coeficiente de Coriolis

211.11

Coeficiente de Boussinesq

23

1.12

Discusión de los valores de

1.13

Relación entre los coeficientes

α

y

β

α

y

24

1.14

β
Otros estudios sobre los coeficientes α

1.15

Comparación del escurrimiento en una tubería y un canal

Problemas propuestos

25
y

β

27
32
38

xi

CAPITULO

II

MOVIMIENTO UNIFORME
2.1

El movimientouniforme en canales y tuberías

43

2.2

Relación entre el corte y la inclinación

46

2.3

Ecuaciones de distribución de velocidades y de la velocidad
media para un canal muy ancho con movimiento laminar

2.4

Ecuaciones de distribución de velocidades y de la velocidad
media para una tubería con movimiento laminar

2.5

69

Ecuación general de distribución de velocidadespara el
movimiento turbulento en un contorno hidráulicamente rugoso

2.8

62

Obtención de las ecuaciones de la velocidad media en
conductos lisos

2.7

55

Ecuación general de distribución de velocidades para el
movimiento turbulento en un contorno hidráulicamente liso

2.6

52

72

Obtención de las ecuaciones de la velocidad media en
conductos rugosos

75

2.9Obtención de la ecuación de Chezy

76

2.10

Concepto de rugosidad. Conductos hidráulicamente lisos e
hidráulicamente rugosos

2.11

79

Transformación de las ecuaciones de Karman - Prandtl

82

Problemas propuestos

CAPITULO

III

87

LA RESISTENCIA DE SUPERFICIE EN EL MOVIMIENTO
UNIFORME
3.1

Ecuación de Darcy

3.2

Significado del coeficiente

3.3

Tuberíashidráulicamente lisas

3.4

Tuberías hidráulicamente rugosas. Transición. Gráfico de

91

f

de Darcy ( en tuberías circulares)

95

Nikuradse
3.5

Introducción del coeficiente

98

f

de Darcy en las ecuaciones de

distribución de velocidades
3.6

101

Transición entre contornos lisos y rugosos. Fórmula de
Colebrook - White

3.7

94

103

Dimensionamiento deconductos. Conceptos fundamentales.
Errores

3.8

xii

104

Tuberías de sección no circular

109

3.9

Ley exponencial de distribución de velocidades

111

3.10

Concepto de capa límite

121

3.11

Espesor de la capa límite

123

3.12

Desarrollo de la capa límite

125

3.13

La separación. Expansión de un conducto

126

Problemas propuestos

CAPITULO

IV130

DISEÑO DE TUBERIAS
4.1

Concepto de pérdida de carga. Línea de energía y línea
piezométrica

135

4.2

Abaco de Moody. Tuberías comerciales. Cálculo

138

4.3

Pérdidas de carga locales (flujo turbulento)

150

4.4

Sobre la consideración de las pérdidas de carga locales

163

4.5

Pérdidas de carga locales (flujo laminar)

166

4.6

Sistemas hidráulicosequivalentes

168

4.7

Tuberías en serie

170

4.8

Tubería sobre la línea de gradiente. Sifón. Cavitación

174

4.9

Tubería con boquilla convergente final

177

4.10

Máquinas hidráulicas. Suministro por bombeo

180

Problemas propuestos

CAPITULO

V

186

DISEÑO DE CONDUCCIONES Y REDES
5.1

Tuberías en paralelo

193

5.2

El problema de los tres...