TEORIA FINAL HIDRAULICA

TEORIA FINAL
1. ¿Por qué se debe limitar el uso de la ecuación de Gaukler-Manning al caso de flujo turbulento hidráulicamente rugoso?
Esta ecuación esta en experimentos donde se tenían únicamente condiciones de FTHR, por otro lado estos se realizaron en canales rectangulares. El límite de validez de esa ecuación es precisamente que el flujo sea FTHR es decir que las paredes de la tubería sean losuficientemente rugosas para sobrepasar la subcapa laminar viscosa.
2. ¿Por qué no se puede tener flujo uniforme en canales con pendiente adversa?
Para tener un flujo uniforme se debe cumplir que:





Como se ve en la imagen no hay un equilibrio de fuerzas, por lo tanto es imposible tener un flujo uniforme.
3. Cuál es la diferencia entre profundidad de flujo y profundidad de sección?
Laprofundidad del flujo es la distancia vertical del punto más bajo de la sección transversal del canal a la superficie libre del agua. Por otro lado la profundidad de la sección es la distancia perpendicular respecto al fondo del canal.
4. Cuál es la relación que existe entre el coeficiente f de Darcy y el n de Manning? Dedúzcala.
Por un lado tenemos que la ecuación de Dary es:

Donde:


Remplazandotenemos que:


Por otro lado tenemos que la ecuación de Manning:

Por otro lado se sabe que la relación de Chezy:

Despejando S, se tiene que:


Remplazando esto en la ecuacionde Manning:


Despejando n se tiene que:

Donde:

Por lo tanto:


5. ¿Por qué no se puede tener flujo uniforme en canales horizontales?
Para tener un flujo uniforme se debe cumplir que:








Como se ve en la imagen no hay unequilibrio de fuerzas, por lo tanto no es posible tener un flujo uniforme.
6. ¿Qué es la pendiente crítica y cómo se calcula?
Es la pendiente So para la cual el flujo es crítico. Esta se da cuando se hace un cambio de pendiente para obtener un flujo sub crítico a súper crítico.


7. ¿Cuál es el significado del Flujo Uniforme? Por qué este tipo de flujo no se encuentra en la naturaleza?
Flujouniforme es el que tiene una profundidad, área moja, velocidad y caudal en toda la sección del tramo, son constantes. La línea de energía, superficie del agua y el fondo del canal son paralelas, es decir sus pendientes son iguales, Sw=Sf=So.
Este fluejo no se encuentraen la naturaleza, pues en canales naturales las condiciones constantes y las pendientes no son constantes en todo el lecho del flujo,pues hay muchas variables que hacen variar estos parámetros. Por ultimo cabe relatar que la distribución de presiones es hidrosstatica.

8. ¿Por qué en el caso de alcantarillados modernos no es recomendable utilizar la ecuación de Manning?
Porque actualmente la mayoría de canales modernos presentan FTHL , y el n de Manning corresponde a FTHR
9. ¿Cuáles son los factores que afectan el n de Manning enun canal abierto?
Los principales factores que afectan el factor de rugosidad de Manning en un canal abierto son:
• Rugosidad superficial
• Vegetación
• Irregularidad del canal
• Alineamiento del canal
• Sedimentación y socavación
• Obstrucción
• Nivel del agua y descarga
10. ¿Qué tipos de resalto hidráulico se pueden obtener en una rápida (Canal de alta pendiente) que llega a un canalhorizontal en función de la profundidad de flujo aguas abajo? ¿Cuál es el tipo más eficiente en la disipación de energía?Se pueden obtener 4 tipos diferentes de resalto:
- Tipo A: el resalto se encuentra en su totalidad dentro de la horizontal, desde donde se genera hasta el final del mismo. Se caracteriza por tener una profundidad Y2 mayor a la profundidad normal de flujo Yn.
- Tipo B: el resalto segenera en la parte del canal con alta pendiente, y se termina dentro de la parte en la cual es horizontal.
- Tipo C: el resalto se genera en la pendiente y termina exactamente en el punto en el cual se cambia de alta pendiente a una horizontal. Es decir toda la longitud de desarrollo se encuentra dentro de la pendiente.
- Tipo D: es el último tipo de resalto, en el cual todo el resalto desde que se...