Hidraulica

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada

UNEFA – Núcleo Cojedes

Ingeniería Civil

Integrantes:

Carlos Prado 20.042.834

7 mo Semestre Ingeniería Civil, sección “B”

Profesor: Ing. Francisco Padrón.

Tinaquillo, Abril de 2012

Introducción:

La hidráulica es la parte de la física que estudia la mecánica de los fluidos; su estudio es importante ya que nos posibilita analizar las leyes que rigen el movimiento de los líquidos y las técnicas para el mejor aprovechamiento de las aguas. También, mediante el cálculo matemático, el diseño de modelos que a pequeña escala y la experimentación con ellos, es posible determinar las características de construcción que deben de tener presas, puertos, canales, tuberías y maquinas hidráulicas como el gato y la prensa.

Se divide en dos partes, la Hidrostática tiene por objetivo estudiar los líquidos en reposo, se fundamenta en leyes y principios como el de Arquímedes, Pascal y la paradoja hidrostática de Stevin, mismos que contribuyen a cuantificar las presiones ejercidas por los fluidos y al estudio de sus características generales. La Hidrodinámica estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera, entre otras cosas: la velocidad, la presión, el flujo y el gasto liquido.

Por su parte la hidrología nos permite conocer las posibilidades y el comportamiento de las precipitaciones meteorológicas de la zona es sumamente necesario para evitar inundaciones (desde sencillas hasta graves) para evaluar la necesidad de elementos de drenaje como un puente, un bordo de contención, un canal, etc. Evaluar la necesidad de obras de protección o aprovechamiento hidráulico como las presas (con las cuales también podría generarse energía), contribuyendo al aprovechamiento de los recursos.

Hidráulica:

La Hidráulica General aplica los conceptos de la Mecánica de los Fluidos y los resultados de experiencias de Laboratorio en la solución de problemas prácticos que tienen que ver con el manejo del agua en almacenamientos y en conducciones a presión y a superficie libre.

Los conceptos de la Mecánica de Fluidos se resumen en tres capítulos:

1. hidrostática.

2. Hidrodinámica.

En la hidrostática se estudia el agua en reposo; en la Cinemática se trata de las líneas de flujo y de las trayectorias y en la Dinámica se estudian las fuerzas que producen el movimiento del agua.

De acuerdo con su variación en el tiempo el flujo del agua se clasifica como Permanente y Variable. Es Permanente cuando sus condiciones en un sitio determinado no cambian con el tiempo; en caso contrario el flujo se llama Variable o No permanente.

En muchos problemas de Ingeniería, por ejemplo en el diseño de captaciones, conducciones, puentes, obras de protección contra la acción de ríos, estructuras de drenaje, etc, el flujo se trata como Permanente. Los estudios y de tránsito de Crecientes en conducciones a superficie libre aplican los conceptos del Flujo No Permanente.

Hidrodinámica:

Es la parte de la hidráulica que trata de las leyes físicas que gobiernan el movimiento de los líquidos, principalmente el agua.

Suponiendo ahora que la partícula comienza a moverse y como debe obedecer a las mismas leyes dinámicas de los sólidos, resulta que habar sido precisa la aplicación de una fuerza, para dar lugar a una aceleración y provocando así una velocidad, haciendo que modifique su estado de reposo. El único modo de aplicar una fuerza a la partícula consiste en modificar las presiones que sobre la misma ejerce el líquido que lo rodea.

Corrientes liquidas:

Se entiende por corriente liquida o flujo liquido, al desplazamiento en una ruta determinada de una masa o cuerpo liquido.

Trayectoria:

Se define a una trayectoria, como el lugar geométrico de las posiciones de una misma partícula, al transcurrir el tiempo.

A través del tiempo (t)

Línea de corriente:

Es una curva imaginaria, donde en cada uno de sus puntos tiene por tangente el segmento dirigido, que representa la velocidad en dicho punto para un tiempo considerado. En general las líneas de corriente varían con el tiempo, pueden ser convergentes, divergentes o paralelas, pero nunca cortarse. En el caso del movimiento permanente, las líneas de corriente son fijas y coinciden con las trayectorias.

De lo anterior se puede apreciar la diferencia entre trayectoria y línea de corriente; las primeras se refieren a las líneas recorridas por cada partícula liquida al correr el tiempo y las segundas están constituidas por las envolventes de las velocidades de todas las partículas en un determinado instante.

Numero de Reynolds (Re):

El número de Reynolds (Re), es un parámetro adimensional que permite diferenciar el tipo de movimiento de partículas liquidas en corrientes, con lo cual se pueden seleccionar la forma mas adecuada de evaluación de las perdidas de carga por fricción o recorrido; su formula nos determina la preponderancia de las fuerzas viscosas o de rozamiento sobre las de inercia:

Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por:

O equivalentemente por:

Donde:

: Densidad del fluido

: Velocidad característica del fluido

: Diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema

: Viscosidad dinámica del fluido

: Viscosidad cinemática del fluido

 Para valores de el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas, que interactúan sólo en función de los esfuerzos tangenciales existentes. Por eso a este flujo se le llama flujo laminar. El colorante introducido en el flujo se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las paredes del tubo.

 Para valores de la línea del

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