Trabajo 2 Fluido

Flujo y Canales abierto:
Flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas dos clases de flujos son similares, pero se diferencian en un aspecto importante. El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, mientras que el flujo en tubería no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.
Las condiciones de flujoen canales abiertos se complican por el hecho de que la composición de la superficie libre puede cambiar con el tiempo y con el espacio, también por las pendientes del fondo del canal, y la superficie libre son interdependientes. En estas la sección transversal del flujo, es fija debida a que está completamente definida por la geometría del conducto. La sección transversal de una tubería por logeneral es circular, en tanto que la de un canal abierto puede ser de cualquier forma desde circular hasta las formas irregulares en ríos. Además, la rugosidad en un canal abierto varia con la posición de una superficie libre. Por consiguiente la selección de los coeficientes de fricción implica una mayor incertidumbre para el caso de canales abiertos que para del de tuberías, en general, eltratamiento del flujo en canales abiertos es más que el correspondiente a flujo en tuberías. El flujo en un conducto cerrado no es necesariamente flujo en tuberías si tiene una superficie libre, puede clasificarse como flujo en canal abierto.
TIPOS DE FLUJO
Flujo permanente: es el flujo en que las propiedades fluidas, son constantes en el tiempo, a pesar de que las mismas no lo sean en el espacio.Flujo transitorio o No permanente: es el que presenta cambios en sus características al paso del tiempo, para estudiar el comportamiento del canal.
Flujo uniforme: este es el que se da en un canal recto, cuya sección es de pendiente constante, y se encuentra a una distancia considerable de los puntos en que se realizan las mudanzas de sección transversal, puede ser de forma, de rugosidad, cambio dela pendiente o en una variación del caudal.
Flujo gradualmente variado: cuando la profundidad de flujo cambia a través de la longitud del canal. Este puede ser permanente o no permanente. Se clasifica en rápidamente variado o gradualmente variado, dependiendo de la profundidad del agua.
Flujo subcrítico o flujo lento: es el nivel efectivo del agua en una determinada sección.


Elementosgeométricos de los canales:
Los elementos geométricos son propiedades de una sección de canal que pueden ser definidos por completo por la geometría de la sección y la profundidad de flujo. Estos elementos son muy importantes y se utilizan con amplitud en el cálculo de flujo.
Para secciones de canal regulares y simples, los elementos geométricos pueden expresarse matemáticamente en términos de laprofundidad de flujo y de otras dimensiones de la sección. Para secciones complicadas y secciones de corrientes naturales, sin embargo, no se puede escribir una ecuación simple para expresar estos elementos, pero pueden prepararse curvas que representen la relación entre estos elementos y la profundidad de flujo para uso en cálculos hidráulicos.
La forma mas conocida de la sección transversal de un canal esla trapezoidal:


donde:
          y = tirante de agua, altura que el agua adquiere en la sección transversal 
          b = base del canal o ancho de solera 
          T = espejo de agua o superficie libre de agua
          H = profundidad total del canal 
          H-y  = borde libre
          C =  ancho de corona
          θ = ángulo de inclinación de las paredes laterales con la horizontal

Acontinuación se dan las definiciones de varios elementos geométricos de importancia básica.
Talud “Z”: Es la relación de la proyección horizontal a la vertical de la pared lateral (se llama también talud de las paredes laterales del canal). Es decir Z es el valor de la proyección horizontal cuando  la vertical es 1, aplicando relaciones trigonométricas según Figura 3-3, se tiene:

Tirante de...