Clase 8 diseño hidráulico de canales (2017)[293]

CLASIFICACIÓN DEL FLUJO EN CONDUCCIONES LIBRES.

DISEÑO HIDRÁULICO DE CANALES

HIDRÁULICA II.

UC 3: HIDRÁULICA DE CONDUCCIONES LIBRES.

UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABI Ing. Ramón Pérez Leira. PhD.FACULTAD DE INGENIERÍA Email: rperez lei ra@gmai l .com

Carrera de Ingeniería Civil

LOS CANALES

Son Obras Hidráulicas que permiten conducir grandes

volúmenes de agua utilizando la energía gravitacional.

LOS CANALES Pueden tener diferentes secciones:

Sección Rectangular Sección Trapezoidal

Sección ParabólicaSección Triangular

LOS CANALES

Régimen de Flujo

Flujo PERMANENTE: los parámetros hidráulicos ( y, A, v , etc.), no

varían con el tiempo, es decir:

“ La velocidad permanece constante en función del tiempo.”

Flujo IMPERMANENTE: los parámetros hidráulicos ( y, A, v , etc.), varían

con el tiempo, es decir:

“ La velocidad varía en función del tiempo.”

Tipo de Flujo Canales

Laminar Re≤ 500

Transicional 500<Re≤2000

Turbulento Re>2000

Según León, 2013

SEGÚN EL NUMERO DE REYNOLDS

Número de Reynolds

Diámetro de la tubería

Número de Reynolds

Osborne ReynoldsIngeniero y Físico Irlandés

(1842-1912)

Radio Hidráulico= A/P

Re=𝑣∗𝑑

µRe=

𝑣∗𝑅𝐻

µ

Viscosidad cinemática

Velocidad

SEGÚN EL NUMERO DE FROUDE

Efecto de Gravedad

Crítico

Supercrítico

Nf = 1 (velocidad del flujo es

igual que la velocidad de la

onda de gravedad)

Nf 1 (velocidad del flujo es

mayor que la velocidad de la

onda de Gravedad)

Número de

Froude (Nf)

Sub-Crítico Nf 1 (Velocidad del flujo es

menor que la velocidad de la

Onda de gravedad)

Número de Froude

William FroudeIngeniero Hidráulico

y Arquitecto Naval

Británico

(1810-1879)

Número de Froude para canales:

F = v / ( g y ) ½ = v / ( g A / T ) ½

donde:

F = numero de Froude

V = velocidad media, en m/s.

g = aceleración de la gravedad, 9.81 m/s2.

y = tirante medio, en m.

A = área hidráulica, en m2.

T = espejo de agua, en m.

REGIMEN PERMANENTE - SUBCRITICO - LAMINAR



Los canales de riego por sus diferentes FUNCIONES adoptan las

siguientes denominaciones:

•Canal de primer orden.

Llamado también canal madre o de derivación y se le traza siempre con

pendiente mínima, normalmente es usado por un solo lado ya que por el

otro lado da con terrenos altos.



•Canal de segundo orden.

Llamados también laterales, son aquellos que salen del canal madre y el

caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia los sub–laterales, el área de

riego que sirve un lateral se conoce como unidad de riego.

•Canal de tercer orden.

Llamados también sub–laterales y nacen de los canales laterales, el

caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades individuales

a través de las tomas, el área de riego que sirve un sub –lateral se

conoce como unidad de rotación.

ELEMENTOS BÁSICOS EN EL DISEÑO DE CANALES

• Topografía

• Geología

• Geotecnia

• Hidrología

• Hidráulica

• Ambiental

• Agronomía

Elementos Geométricos

de una curva de canal

El plano final del perfil longitudinal de un canal, debe presentar como

mínimo la siguiente información:

Sección Típica de un Canal con Vial lateral.

Elementos para el Diseño Hidráulico

Relaciones Geométricas de las Secciones Transversales más Frecuentes



Coeficiente de Rugosidad de Manning (n).

Taludes apropiados para

distintos tipos de material.



Taludes apropiados para distintos tipos de material.

Velocidad Máxima Permisible para diferentes materiales.

Velocidad Máxima Permisible para diferentes tipos de Hormigón.

Se recomienda que para el caso de

revestimiento de canales de hormigón

no armado, las velocidades no deben

exceder de 2.5 – 3.0 m/s. Así se evita

la posibilidad de que el revestimiento

se levante.

Borde Libre (Δh= H-y)

Borde Libre: Otra Recomendación

El uso de Geomembranas como

impermeabilizante.

ORIENTACIÓN DE INFORME TECNICO

Realizar análisis comparativo de los Parámetros Geométricos Hidráulicos de un canalpara conducir un caudal constante con diferentes secciones transversales a partir de undiseño programado en EXCEL.

Datos para el Diseño:

Elaborar un Informe Técnico con el Siguiente Objetivo:

Equipo Caudal

(m3/s)

Tipo de Material Pendiente del Canal

(0/00)

1 1 Tierra 1,5

2 2 Hormigón o Concreto 2,5

3 1.5 Tierra 1,5

4 2.5 Hormigón o Concreto 2,5

5 3 Tierra 1,5

6 3,5 Hormigón o Concreto 2,5

7 0,5 Tierra 1,5



Relaciones Geométricas de las Secciones Transversales más Frecuentes



Exponer la expresión y el procedimiento para determinar laspérdidas de energía en un canal a través del diseño efectuado yevaluado para una longitud de 1 km.

Forma de Entrega:

Impreso por Equipos. Incluido el Informe en el Portafolio

Fecha de Entrega:

Segundo Encuentro de la Próxima Semana

Aclaración:

En el informe se deben mostrar evidencias de la programación en Excel através de Imágenes, Gráficos y Tablas de la Programación realizada.

ORIENTACIÓN DE INFORME TECNICO

Este puente-canal está construído sobre el río Elba, en la ciudad de Magdeburgo,

cerca de Berlín y en alemán se llama “Wasserstrassenkreuz”, que literalmente

significa “el cruce de las calles de agua”. Se trata del viaducto artificial navegable

mas largo de Europa con un total de 918 metros y sirve para el tráfico de barcos

que une la red de canales de Alemania oriental con la occidental.

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