Descripción: es un pequeño informe de un laboratorio hecho para canales y determinar a que tipo de flujo pertenece.
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CANALES ABIERTOS
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Descripción: CANALES ABIERTOS
PARCIAL No. 01 1. Un canal de sección trapezoidal es necesario para la conducción de un caudal de riego. La base del canal es 2,5 m y la profundidad del flujo es 0,60 m. Tenga en cuent…Descripción completa
Energía especifica en canales abiertos, tipo de canales, funcionalidad, datos obtenidos en laboratorio, etc.Descripción completa
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Descripción: fluidos
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Laboratorio de mecánica de fluidosDescripción completa
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Descripción: para caclcular el espesor de revestimientos en canales
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Obra de compendio de calculo de canales abiertosFull description
HIDRAULICA DE CANALES RICHARD H FRENCH .
FLUJO EN CANALES
FLUJO EN CANALES ABIERTOS CANAL ABIERTO Un canal abierto es un conducto en el que el líquido fluye con una superficie sometida a la presión atmosférica. El flujo se origina por la pendiente del canal y la superficie del líquido.
TIPOS DE FLUJO Según las dimensiones
Unidimensional
Bidimensional
Según la presión
A presión
A superficie libre
Según los efectos viscosos
Ideales
Reales
Según el movimiento
Laminar
Turbulento
Según la variación de la velocidad respecto al tiempo
Permanente o Estable
No permanente o Inestable
Según la variación de la velocidad respecto a la posición
Uniforme
No uniforme o variado
Tridimensional
Según las dimensiones: Unidimensionales: Por ejemplo una tubería o un canal en una sola dirección. Bidimensionales: El flujo en un río. Tridimensional: El flujo en un lago o embalse con profundidades considerables. FACILITADOR: ING. MARIE MENDOZA
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FLUJO EN CANALES
Según la Presión: A presión: Flujo en una tubería. A superficie libre: Flujo en un canal
Según el movimiento: Laminar: Cuando el flujo se desplaza lentamente. Turbulento: Cuando hay cambios de direcciones.
Numero de Reynolds: El Número de Reynolds es un parámetro adimensional que relaciona las fuerzas de inercia con las fuerzas viscosas.
Laminar < Re = 2000 < Turbulento Según los efectos viscosos: Ideales: Se desprecia el efecto de las fuerzas debidas al corte (viscosidad nula). Reales: Se toma en cuenta los esfuerzos de corte.
Según la variación de la velocidad respecto a la posición: Uniforme: dv/dx = 0. No Uniforme o variado: dv/dx ≠ 0.
FACILITADOR: ING. MARIE MENDOZA
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FLUJO EN CANALES
Según la variación de la velocidad respecto al tiempo: Permanente o estable: dv/dt = 0. No Permanente o inestable: dv/dt ≠ 0.
EJEMPLOS DE FLUJOS FLUJO PERMANENTE Y UNIFORME Líquido fluyendo por una larga tubería de diámetro y caudal constante.
En ambos casos la línea de alturas totales es paralela a la superficie del líquido (línea de alturas piezometricas) y la energía cinética (V 2/2g) está por encima de ella. Esto no se cumple en el caso de flujo no uniforme y permanente.
FLUJO PERMANENTE Y NO UNIFORME Líquido fluyendo por una tubería sección creciente y caudal constante.
FACILITADOR: ING. MARIE MENDOZA
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FLUJO EN CANALES
FLUJO NO PERMANENTE Y NO UNIFORME Líquido fluyendo por una tubería sección creciente y a caudal variable
FLUJO LAMINAR El flujo laminar en canales abiertos se da para valores de numero de Reynols Re de 2000 o menores (Laminar < Re = 2000), aun así el flujo puede considerarse laminar si Re = 10000. Para el flujo en canales abiertos , donde R es el radio hidráulico.
LA FÓRMULA DE CHEZY Es utilizada para flujo uniforme y permanente. Dónde: V = Velocidad media m/s C = coeficiente R = radio hidráulico (cociente del área de la sección entre el perímetro mojado) S = pendiente de la superficie del agua, de la línea de energía o de la solera del canal. El coeficiente C puede obtenerse aplicando diversas ecuaciones: (2) (Kutter) FACILITADOR: ING. MARIE MENDOZA
(3)
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FLUJO EN CANALES
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FLUJO EN CANALES
FACILITADOR: ING. MARIE MENDOZA
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FLUJO EN CANALES
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FLUJO EN CANALES
1.
2. Suponiendo correcta la ecuación de Manning para el cálculo de C, ¿Qué valor de n satisface el criterio de un SOLUCION Igualando los valores de C, aplicando la expresión de la ecuación de Manning
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FLUJO EN CANALES
Sustituyendo valores se obtiene:
3. Aplicando la ecuación de Powell, ¿Qué cantidad de líquido circulara en un canal rectangular liso de 0.6 m de ancho, con una pendiente igual a 0.01 si la profundidad es 0.30 m? (usar ) SOLUCION: Siendo la ecuación de Powell:
Para canales lisos se considera despreciable; por lo que la ecuación queda:
Luego:
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FLUJO EN CANALES ¿Qué caudal puede alcanzarse en un canal revestido de cemento de 1.2 m de ancho con una pendiente de 0.0004, si el agua circula con 0.6 m de profundidad? Aplicar los coeficientes C de Kutter y de Manning. 4.
SOLUCION: Aplicando el coeficiente C de Kutter.
Usando la siguiente tabla de valores de C para Kutter para , el valor de C = 54.
,
y
Aplicando el coeficiente C de Manning.
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FLUJO EN CANALES
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FLUJO EN CANALES
5. En un laboratorio hidraulico se ha medido un caudal de 0.393 en un canal rectangular de 1.2 m de ancho y 0.6 m de profundidad. Si la pendiente del canal era de 0.0004, ¿ cual es el factor de rugosidad para el revestimiento del canal?
SOLUCION: Aplicando la ecuacion de Kutter,
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FLUJO EN CANALES
Despejando, Interpolando en la tabla de valores de C para Kutter se obtine Aplicando la ecuacion de Manning,
Despejando, 6. ¿Con qué pendiente se trazará una tuberia de alcantarillado vitrificada de 60 cm de diametro para que circulen 0.162 cuando la tuberia esta semillena?¿Cuál será la pendiente si la tubería está completamente llena? SOLUCION: a.
Despejando, b.
Despejando,
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13 14
FLUJO EN CANALES 7. Por un canal trapezoidal de 6 m anchura de solera y ancho de superficie de 8 m circula agua a 1.2 m de profundidad con una pendiente de 0.0009. para un valor de , ¿Cuál es el caudal que circula por dicho canal? SOLUCION:
El caudal que pasa a tráves de un canal rectangular ( ) de 4.5 m de ancho es de 10.80 , cuando la pendiente es de 1/100. Determine si el flujo es subcritico o supercritico. 8.
SOLUCION: Se evaluan las condiciones criticas para el can al.
La pendiente critica para la profundidad critica la ecuacion de Chezy-Manning,
puede determinarse mediante
Despejando la pendiente se obtiene,
Debido a que la pendiente del canal supera a la pendiente critica, el flujo es supercritico.