Fórmulas de Chézy para el cálculo de Canales
La fórmula de Chézy, desarrollada por el ingeniero francés Antoine de Chézy, conocido internacionalmente por su contribución a la hidráulica de los canales los canales abiertos, es la primera fórmula de fricción que se conoce. Fue presentada en 1769. La fórmula permite obtener la velocidad media en la sección de un canal y establece que:
Donde: = velocidad media del agua en m/s
= radio hidráulico
= la pendiente longitudinal de la solera o fondo del canal en m/m
= coeficiente de Chézy. Una Chézy. Una de las posibles formulaciones de este coeficiente se
debe a Bazin. a Bazin. Una de las posibles formulaciones de este coeficiente se debe a Henri a Henri Bazin:
Donde: es un parámetro que depende de la rugosidad la rugosidad de la pared
Aplicando la formulación de Bazin para el coeficiente de Chézy, la velocidad del agua en canales se calcula según la fórmula siguiente:
Fórmulas de Manning para el cálculo de Canales La fórmula de Manning Manning es una evolución de la la fórmula de Chézy para el cálculo de la velocidad
del agua del agua en canales
abiertos y
tuberías,
propuesta
por
el
ingeniero
irlandés Robert irlandés Robert Manning, en Manning, en 1889:
Siendo:
=
coeficiente
de
rugosidad
que
se
aplica
en
Chézy:
= radio hidráulico, en hidráulico, en m, función del tirante hidráulico h es un parámetro que depende de la rugosidad la rugosidad de la pared
la fórmula
de
= velocidad media del agua en m/s, que es función del tirante hidráulico h = la pendiente de la línea de agua en m/m = área de la sección del flujo de agua = Caudal del agua en m 3/s
Coeficientes de rugosidad de Manning
La siguiente tabla muestra valores del coeficiente de rugosidad de Manning teniendo en cuenta las características del cauce:
Coeficiente de Manning Cunetas y canales sin revestir En tierra ordinaria, superficie uniforme y lisa En tierra ordinaria, superficie irregular En tierra con ligera vegetación En tierra con vegetación espesa En tierra excavada mecánicamente En roca, superficie uniforme y lisa En roca, superficie con aristas e irregularidades Cunetas y Canales revestidos Hormigón Hormigón revestido con gunita Encachado Paredes de hormigón, fondo de grava Paredes encachadas, fondo de grava Revestimiento bituminoso Corrientes Naturales Limpias, orillas rectas, fondo uniforme, altura de lámina de agua suficiente Limpias, orillas rectas, fondo uniforme, altura de lámina de agua suficiente, algo de vegetación Limpias, meandros, embalses y remolinos de poca importancia Lentas, con embalses profundos y canales ramificados Lentas, con embalses profundos y canales ramificados, vegetación densa Rugosas, corrientes en terreno rocoso de montaña Áreas de inundación adyacentes al canal ordinario
0,020-0,025 0,025-0,035 0,035-0,045 0,040-0,050 0,028-0,033 0,030-0,035 0,035-0,045 0,013-0,017 0,016-0,022 0,020-0,030 0,017-0,020 0,023-0,033 0,013-0,016 0,027-0,033 0,033-0,040 0,035-0,050 0,060-0,080 0,100-0,2001 0,050-0,080 0,030-0,2001
Tabla tomada de S.M. Woodward and C. J Posey "Hydraulics of steady flow in open channels".
Abaco para diseño de canales: El gráfico, posee dos zonas triangulares:
La Superior Izquierda, la cual es utilizada para la determinación de la Altura Crítica con respecto al ancho (Yc/b), a través de la determinación del parámetro:
La Inferior Derecha, utilizada en la determinación de la Relación entre la Altura Normal y el Ancho del Canal (Yo/b), a través del parámetro:
acion/Setiembre_2011/IF_ROMERO%20DEXTRE_FIPA/CUADRO%20N%BA2.pdf
Bibliografía: http://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/grficoparaelclculodelflujocrtico130825003901-phpapp02-thumbnail-4.jpg?cb=1378249356 http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/wp-content/uploads/2012/02/02_CurvaCalculo-Altura-Normal-y-Altura-Critica-En-Canales.jpg http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/manning/manning.ht ml http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_de_Manning http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_Ch%C3%A9zy
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR Nombre: Cahuatijo Sojos Edwin
Fecha: 19 – Noviembre – 2014
Semestre: 5to
Paralelo: 3 CONSULTA #4
RESUMEN:
Varios autores plantearon ecuaciones para el estudio de canales, entre los cuales destacan las formulas del ingeniero francés Antoine de Chézy que fueron presentadas por el año de 1769. La fórmula permite obtener la velocidad media en la sección de un canal y establece que: Donde: = velocidad media del agua en m/s = radio hidráulico = la pendiente longitudinal de la solera o fondo del canal en m/m = coeficiente de Chézy. El coeficiente c se debe a un estudio realizado en conjunto con Bazin. También tenemos la fórmula de Manning es una evolución de la fórmula de Chézy para el cálculo de la velocidad del agua en canales abiertos y tuberías, propuesta por el ingeniero irlandés Robert Manning, en 1889:
Donde: n = al coeficiente de rugosidad que depende de las paredes de las que esta hecha el canal así tenemos como valores más comunes de n: n = 0,20 para canales de tierra sin revestimiento con superficie uniforme. n = desde 0.013 – 0.022 para canales revestidos de hormigón.
Los ábacos o curvas para diseño de canales nos permiten saber de una manera gráfica los posibles tirantes críticos de un canal en base a sus propiedades geométricas e hidráulicas.
Bibliografía: http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/manning/manning http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_de_Manning http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_Ch%C3%A9zy
