Taller Hidraulica 2004 JLGV

CURSO DE HIDRAULICA
Ing. José Luis García Vélez

Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente
Universidad del Valle

FLUJO EN CANALES ABIERTOS
CONCEPTOS GENERALES DE FLUJO EN CANALES Y
FLUJO CRÍTICO
1.1 Determinar la profundidad crítica en un canal trapezoidal con un ancho base de 2m y
pendientes laterales de 1 a 1, el cual lleva un flujo de 5 m3/s
1.2 El agua fluye en un canalrectangular de 2m de ancho, el cual lleva un caudal de 2 m3/s. El
canal es reducido en ancho a 0.5m. Determinar la profundidad en la contracción y la profundidad
aguas arriba. Suponga que ocurre flujo crítico en la contracción
1.3 Un caudal de 1 m3/s transita bajo una compuerta deslizante a una velocidad de 3 m/s en un
canal de 1m de ancho. Determinar si el flujo es supercrítico y, si lo es, calcularla profundidad
conjugada a la cual el agua se elevará luego de un resalto hidráulico
1.4 Cual es el máximo caudal que puede circular por un canal de sección rectangular, plantilla b
=1.5m con una energía especifica disponible de 2.8m?
1.5 Deduzca una ecuación que muestre el caudal crítico a través de una sección rectangular de un
canal en términos del ancho del canal y de la altura total
1.6 Unaalcantarilla de concreto de sección circular de 36 pulgadas conduce un caudal de 0.57
m3/s. Determine la profundidad crítica. Halle las relaciones para el área, ancho superior, perím etro
mojado y radio hidráulico
1.7 La distribución de velocidades en un río muy ancho de 2.5m de profundidad varia desde 0.6
m/s muy cerca del fondo hasta 1.8 m/s en la superficie, de acuerdo con la ecuación
0.5

Y V = 0.6 + 1.2  . Cuales son los coeficientes α y β cuya inclusión en las ecuaciones de
 Y0 
Bernoulli y Momentum respectivamente permite el análisis unidimensional correcto

1.8 En un canal rectangular, horizontal, de 4.0m de ancho se coloca una compuerta que origina
una vena de descarga de 60 cm. El agua se represa aguas arriba de ella hasta un a altura de 1.8
m. Despreciando el rozamientose pide, el caudal que transporta por el canal, la altura secuente Yr
del resalto. Aplicar los diagramas adimensionales de energía
1.9 Calcular, en función del caudal (Q), el ancho (b) de la base de un canal triangular como el
b
mostrado en la figura si se diseña de tal forma que la profundidad crítica sea Yc =
3
1.10 Demostrar que en un canal de sección transversal de forma rectangular, lasprofundidades
2Y12 Y22
3
alternas presentan la relación: Y c =
Y1 + Y 2
1

CURSO DE HIDRAULICA
Ing. José Luis García Vélez

Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente
Universidad del Valle

1.11 Demostrar que para un vertedero de cresta ancha la ecuación que define el caudal teórico es
Q = 1.705bh11.5
L.E

V 12
2g

H1

h1

Y1

Yc

Y2 =Yc

P

1

P

2

1.12 Demostrar que para un aforadorBallofett la ecuación que define el caudal teórico esta dada
por la siguiente expresión: Q = 1.705bc Y11.5

V12
2g
b1

b2 =bc

Q

H1

L.E

Y1
Y2 =YC

1.13 En un canal de sección rectangular (Z = 0), plantilla b = 3 m, que transporta un caudal de Q
= 4 m3 /s se ha instalado un vertedero de cresta ancha con una altura de P = 0.25 m.
Calcular la profundidad de flujo (Y1) en la estación de mediciónlocalizada aguas arriba del
vertedero, considerando:
a) Sin despreciar la cabeza de velocidad del flujo de aproximación.
b) Despreciando la cabeza de velocidad del flujo de aproximación.
1.14 Un canal trapezoidal tiene un ancho de solera de 7 m, y las paredes una pendiente de 2
horizontal sobre 1 vertical. Cuando la profundidad del agua es de 1.3 m, el caudal es de 12 m3/s.
A) ¿Cuál es la energíaespecifica? y B) El flujo es subcrítico o supercrítico?
1.15 Un canal rectangular de 4 m de ancho transporta un caudal de 14 m3/s
a) Tabular la energía especifica en función de la profundidad de flujo para diferentes
profundidades (rango estimado 0.2 m a 2.8 m).
b) Determinar la energía especifica mínima.
c) Que tipo de flujo existe cuando la profundidad es de 0.7 m y 2.8 m.
d) Para C = 55 ¿que...