Hidraulica ayudantia 5

[pic 1]

Ayudantía 05 "Flujo en canales: Altura Normal y Crítica de Flujo Uniforme"

Resumen:[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

Número de Reynolds:

Re＝ V ⋅ Rh ＝ρ ν

V ⋅ Rh μ

Re < 500        Laminar 500 ≤ Re < 12500        Transición Re ≥ 12500        Turbulento

Número de Froude:

Fr＝

V

g ⋅ Dh

Dh＝ A

T

Fr > 1        Supercrítico

Fr＝1        Crítico

0 < Fr < 1        Subcrítico

Diámetro Hidráulico

T＝bs

https://www.youtube.com/watch?v=ObOmR5iXO04

Para cálculo de altura crítica:

Fr ≔ 1        ==>

V ⎛⎝yc⎞⎠        ＝1

g ⋅ Dh ⎛⎝yc⎞⎠

yc > y        Supercrítico        donde "y" es la altura real en el tramo del canal

yc＝y        Crítico

yc < y        Subcrítico

Energía Específica:

E＝y + V[pic 7]

2 g

E1＝E2 + ⎛⎝Sf - S0⎠⎞ ⋅ L

Caso Canal muy Ancho:

Q        ⎡  m3   ⎤

q＝ b        ⎢ s ⋅ m ⎥

Caudal unitario (por unidad de ancho)

⎣        ⎦

Fr＝

V        ＝

g ⋅ Dh

Q

A        ＝

g ⋅ A

T

Q

b ⋅ y        ＝

g ⋅ b ⋅ y

b

q

g ⋅ y3

1

⎛ ⎛ Q ⎞2 ⎞ 3        1

⎜ ⎜ b ⎟ ⎟

⎛ q2 ⎞ 3

Altura Crítica:

Fr ≔ 1        ==>

yc＝⎜ ⎝        ⎠   ⎟    ＝⎜        ⎟

Energía Mínima:

Emin＝ 2 yc

3

⎝        g        ⎠

⎝ g ⎠

Flujo Uniforme:

So: Pendiente de Fondo

S0＝Sf        Sf: Pendiente de la superficie de agua

Manning:

2

u        3

V＝ n ⋅ Rh   ⋅

u

S0        u=1 SI

2        u=1,49 Imperial

[pic 8]Q＝                ⋅ A ⋅ Rh 3 ⋅        S0 n[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

Problema 1

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Para el canal trapezoidal de la figura revestido en hormigón (n = 0.015), cuya pendiente de fondo desciende 0.1 m por cada 100 m de longitud, y con altura de agua constante de 1.5 m. Calcule:

1. Caudal.[pic 15]
2. Velocidad media.
3. Tipo de régimen y número de Froude utilizando el diámetro hidráulico.

[pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22]

...