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Motores Paso a Paso
método del paso estándar
Este es un método aplicable para el cálculo tanto de perfiles de flujo en canales prismáticos como en aquellos de geometría muy variada. Desarrolla los cálculos para cada sección comenzando por una conocida (la sección de control por ejemplo). Si el flujo es subcrítico los cálculos se inician desde aguas abajo y se desarrollan desarrollan hacia aguas arriba y si es supercrítico supercrítico se parte de aguas arriba continuándose hacia aguas a bajo. Se determina, por aproximaciones sucesivas, la profundidad que debe tener el agua en una abscisa determinada determinada para que se satisfagan las relaciones de disipación de energía.
método del paso directo
Este es un método sencillo, aplicable a canales prismáticos. Divide el canal en tramos cortos y desarrolla los cálculos para cada sección comenzando por una conocida (la sección de control por ejemplo). Si el flujo es subcrítico los cálculos se inician desde aguas abajo y se desarrollan des arrollan hacia aguas aguas arriba y si es supercrítico supercrítico se parte de aguas arriba continuándose hacia aguas abajo. Tomando un tramo corto del canal, como lo ilustra la figura 4, se cumple que (9)
Figura
4. Tramo del canal para la deducción de los métodos de paso.
Definida la energía específica (E) como (10)
Reemplazando (9) en (10) y despejando
: (11)
La pendiente de la línea de energía en una sección puede calcularse según Manning, (12)
y la pendiente de la línea de energía en un tramo se obtiene como (13)
Procedimiento
de cálculo
1. Conocidos Q, b, y Y en la sección de control, se calcula la velocidad v, la cabeza de velocidad
y la energía
específica 2. Se calcula la pendiente de la línea de energía (Sf ) según la ecuación (12). 3. Se asume una profundidad según el perfil de flujo que se presenta; se obtienen los valores de E y S f para la sección con esta profundidad. 4. Se calcula 1, entre estas dos secciones y con la ecuación (13); con estos resultados se halla según la ecuación (11). Así se conoce la localización de la sección a lo largo del canal. 5. Se vuelve al paso 3.