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BIENVENIDOS
SEMANA 5
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FLUJO EN CANALESABIERTOS
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Logro de Unidad: El estudiante
aprenderá algunos métodos básicos
para analizar el flujo en canalesabiertos
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Un canal abierto es un sistema de flujo
donde la superficie superior del fluido estáexpuesta a la atmósfera.
Algunos ejemplos son las canaletas
pluviales en los edificios, drenes pluviales,ríos corrientes naturales los canales
construidos para drenar fluidos en forma
controlada.
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CLASIFICACION DE FLUJOS EN
CANALES ABIERTOS
Flujo e!a"le uni#or$e% !curre cuando el flujo volumétrico "llamado también
descarga# permanece constante en la sección de interés la profundidad del
fluido en el canal no varia. $a sección transversal del canal no varia a lo largo
del canal. Este canal recibe el nombre de prismático.
%lujo estable uniforme en un canal abierto. &ista
lateral
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Flujo e!a"le &ariado% !curre cuando la descarga permanece constante, perola profundidad del fluido varia a lo largo de la sección de interés. Esto sucede si
el canal no es prismático.
Flujo ine!a"le &ariado% !curre cuando la descarga cambia con el tiempo, lo
'ue origina modificaciones en la profundidad del fluido a lo largo de la sección
de interés, sea el canal prismático a no.
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FLUJO 'IDRAULICO
En un canal abierto, el salto (idráulico es un fenómeno 'ue se produce
cuando un fluido a altas velocidades descarga a zonas de menoresvelocidades se presenta una ascensión abrupta en la superficie del
fluido. )arte de la energía cinética inicial del flujo se convierte en energía
potencial, sufriendo una inevitable pérdida de energía en forma de calor.
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Sección 1. El fujo comienza en un depósito donde el fuido seencuentra en reposo. La variación rápida del fujo ocurre cerca de lacompuerta conorme el fuido acelera, con lo que su velocidad puedeser grande.
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Sección 2. Se produce un fujo variado en orma gradual. Si elcanal es prismático y con longitud suciente, se desarrollara unfujo uniorme.
Sección 3. La ormación de un salto idráulico es un enómenocurioso en fujo en canales a!iertos.
Sección 4. "n vertedor es una o!strucción que se coloca ante lacorriente y que ocasiona un cam!io !rusco en la sección
transversal del canal. Los vertedores se usan como dispositivosde control o para medir el fujo volum#trico.
Sección 5. $gual que en la sección %, si el canal es prismático, elfujo aguas a!ajo del vertedor varia en orma gradual.
Sección 6."na
caída hidráulica ocurre cuando la pendiente delcanal se incremente en orma repentina con un ángulo
empinado.
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RADIO 'IDRAULICO
Es una dimensión característica de los canales abiertos. *e define
como la relación del área transversal neta de una corriente al
perímetro mojado de la sección.
mojado Perímetro
Area
PM
A R ==
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µ
ρ Rv N R..
=
NUMERO DE RE(NOLDS )ARA CANALES
ABIERTOS
ar la flujounes N Si R min,500<
transiciónen flujounes N Si R ,2000500 <<
turbulento flujounes N Si R ,2000>
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NUMERO DE FROUDE )ARA CANALES
ABIERTOS
h
F y g
v N .
=
T A yh =
$a profundidad(idráulica
fluidodel libreerficieladeanchoT sup=
crítico flujoes N Si F
,1=
subcrítico flujoes N Si F ,1<
ercrítico flujoes N Si F sup,1>
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FLUJO UNIFORME EN UN CANAL
ABIERTO
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)endiente de un canal
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&alores de la n de +anning
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Ecuación de Manning en unidades del *
2/13/21 S Rnv =
mhidráulicoradio R ,=
canal del endienteS =
canal del erficieladecondiciónladedeende!uevalor n sup=
Descarga normal en el * "m cub /s#
2/13/21S R A
n" =
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Ecuación de Manning en unidades del
*istema nglés
2/13/249,1 S Rn
v =
Descarga normal en el *istema nglés " pies cubicos / seg #
2/13/249,1S R A
n" =
ieshidráulicoradio R ,=
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)ROBLEMA *
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)ROBLEMA +
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)ROBLEMA ,
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)ROBLEMA -
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