Fórmulas de Hidráulica aplicada a Canales Abiertos para Flujo Estable y Uniforme

Fórmulas de Hidráulica aplicada a Canales Abiertos para

Flujo Estable y Uniforme

Variables Constantes :

Q = Gasto en m³ / s  

g = 9.807 m / s²

n = Constante de Rugosidad de Manning

S = Pendiente del Fondo del Canal

E = Y + Q² / A² / 2 / g …….. Ecuación de Energía Específica en m

F = Q² / A / g + A * Ž ………. Ecuación de Fuerza Específica en m³

Longitudes Características

Rh = A / Pm ……………………………..…… Radio Hidráulico en m

Dh = A / T …….……………………….. Profundidad Hidráulica en m

Número de Froude

Fr = Q /( A * (g * Dh)1 / 2  )

Para Flujo Crítico Número de Froude = 1

Q / g1/2  = A * Dh1/2  = A3/2 / T1/2 …… Ecuación a Resolver para Yc

Yc = Tirante Crítico en m

Vc = Q / Ac ………………………. Vc = Velocidad Crítica en m / s

Ecuación de Manning

Q = A * Rh2/3  * S1/2 / n

n * Q / S1/2 = A * Rh2/3 = A5/3  / Pm2/3  Ecuación a Resolver para Yn

Yn = Tirante Normal en m

Vn = Q / An ……………………… Vn = Velocidad Normal en m / s

Pendiente Crítica

Con Yc se calcula Ac y Pmc y depejamos de Ecuación de Manning

Sc = ( n * Q / Ac5/3 * Pmc2/3 )²

Fórmulas para propiedades geométricas de la sección Circular :

[pic 1]

θ = 2 * ArcCos(1 – 2 * Y / D) ……..… Ángulo Central en Radianes

A = D² / 8 * (θ – Sen( θ )) ……….……………. Área de Flujo en m²

Pm = D / 2 * θ ……………………….……. Perímetro Mojado en m

T = D * Sen( θ / 2 ) ……….…….. Ancho de Superficie Libre en m

Sin Ángulo central

A = D² / 4 * ArcCos(1 – 2 * Y / D) – (D / 2 – Y) * ( Y * (D – Y))1 / 2

Pm = D * ArcCos(1 – 2 * Y / D)

T = 2 * ( Y * (D – Y))1 / 2

Distancia de la Superficie Libre al Centroide del Área de Flujo en m

Ž = T³ / ( 12 * A ) – D / 2 + Y

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