Universidad Nacional de San Cristobal deHuamanga

Facultad de Ingeniera Minas, Geologa y Civil

Escuela de Formacion Profesional de Ingeniera Civil

CURSO

MECANICA DE FLUIDOS II

AVANCE DEL INFORME SEMESTRALTEMA:DISIPADORES DE ENERGIA EN

CANALES

DOCENTE:

Ing. BENDEZU PRADO Jaime Leonardo

ALUMNOS:

ALARCON TUEROS, Juan Carlos

ALIAGA PANAHUA, Beatriz

CARDENAS MENDOZA, Kevin E.

CASAFRANCA LUZA, Jhonatan

CCENTA ANGULO, Victor

CISNEROS ARROYO, Jean B.

GUTIERREZ PEREZ, Yuri

MAURICIO CUCHURI, John

ORE CURI, Rhuter

PAUCAR CORONADO, Conan

ndice Generalndice General

INTRODUCCIN . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . iiiOBJETIVOS . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . iv

CAPITULO 1 CONCEPTOS PRELIMINARES Pag. 11.1 Definicin . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 11.2 Clasificacin de los canales . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 1

1.2.1 a) Canales naturales: . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .11.2.2 b) Canales artificiales:. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 21.2.3 SECCIONES CERRADAS . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 21.2.4 Canales de riego por su funcin . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 3

1.3 Elementos geomtricos de los canales . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 4

CAPITULO 2 LA DISIPACIN DE ENERGA Pag. 62.1 RESALTO HIDRALICO . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 7

2.1.1 GENERACIN DEL RESALTO HIDRULICO . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 82.1.2 TIPOS DE RESALTO HIDRULICO . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 102.1.3 CARACTERSTICAS BSICAS DEL RESALTO HIDRULICO

112.1.4 Aplicaciones del Resalto Hidralico . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 14

CAPITULO 3 TIPOS DE DISIPADORES DE ENERGIA: Pag. 163.0.5 Disipadores de energia por expansiones y desviaciones: . . .. . .. . .. . .. . .. . . 163.0.6 Disipadores de energia por contraflujo: . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 173.0.7 Disipadores de energia por canales rugosos y cascadas . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 183.0.8 Disipadores de energia a traves de la formacin de vrtices . . .. . . 193.0.9 Disipadores de energa por entrada de aire . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 213.0.10Disipadores de energia por chorros difusores . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 223.0.11Disipadores de energa con bloques de impacto o con umbrales 243.0.12Disipadores de energia por escalones . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 25

CAPITULO 4 Impacto Ambiental Pag. 26

4.1 VISIONES PREVIAS . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 264.1.1 IMPACTO POSITIVO . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 294.1.2 IMPACTO NEGATIVO. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 30

CAPITULO Conclusiones Pag. 31

INTRO DUCCIN

Uno de los aspectos que generalmente merece especial atencin en el diseo deobras hidrulicas es la disipacin de la energa cintica que adquiere un flujo ensu descenso. Esta situacin se presenta en vertederos de excedencias, estructurasde cada, desfogues de fondo, bocatomas, salidas de alcantarillas, etc. La disipacin dela energa cintica puede lograrse aplicando diferentes medidas, a saber: generacin deresalto hidrulico, impacto o incremento de la rugosidad.La estructura disipadora de energa es una parte importante de la obra de excedenciaque tiene por objeto disipar la energa cintica que el agua adquiere en su cada desdeel vaso hasta un sitio adecuado en el fondo del cauce, donde no genere problemas deerosin o socavacin. Estas estructuras se disearn para que el agua, que sale delcanal de descarga, se aleje lo mximo posible, dentro de lo econmico, de la cortina ode alguna estructura complementaria.El tipo de disipador de energa que se disee depende de la clase de material que setenga en el sitio en que se puede descargar la avenida. Cuando se tenga roca sana, sepuede descargar el agua directamente del vertedor, en rgimen rpido, sin necesidad depasar a rgimen tranquilo, siempre que no vaya a causar problema a la pequea presao bordo de almacenamiento.

Si el material es erosionable, se disea un tanque amortiguador de seccin transver-sal rectangular, hecho de mampostera o concreto armado. Se debe estar con-sciente, que una falla en el diseo, instalacin u operacin de los disipadorespuede llevar a problemas como socavacin, erosin o retencin de material, que puedenterminar produciendo la falla del vertedero y posteriormente la falla de la presa.

OBJETIVOSDel Informe

Conceptualizar la importancia de los disipadores de energa.

Dar a conocer los diferentes tipos de disipadores de energa y sus diferentesusos.

Elegir la obra disipadora de energa ms apropiada para pequeas presas dealmacenamiento de acuerdo a las condiciones topogrficas y morfolgicas propiasde la descarga.

Entender el impacto ambiental positivo y negativo que se genera con este tipoobras hidralicas.

FG

F

r

UNSCH

Newtons Second Law

Ferdinand P. Beer

Late of Lehigh University

E.

Russell

Johnston, Jr.

University of Connecticut

DINMICA:

PARA LOS INDICES

v

FG

F

r

v

PARA EL CAPITULO

INGENIERA CIVIL - UNSCH

DINMICA (IC -246)

FONDO DE HOJA

Contents

CHAPTER 1 INTRODUCTION /1

1.1 Note to Students /3

1.2 Scope of Fluid Mechanics /4

1.3 Denitio of a Fluid /4

1.4 Basic Equations /5

1.5 Methods of Analysis /6

System and Control Volume /7

Differential versus Integral Approach /8

Methods of Description /9

1.6 Dimensions and Units /11

Systems of Dimensions /11

Systems of Units /11

Preferred Systems of Units /13

Dimensional Consistency and Engineering Equations /14

1.7 Analysis of Experimental Error /15

1.8 Summary /16

Problems /17

CHAPTER 2 FUNDAMENTAL CONCEPTS /20

2.1 Fluid as a Continuum /21

2.2 Velocity Field /23

One-, Two-, and Three-Dimensional Flows /24

Timelines, Pathlines, Streaklines, and Streamlines /25

2.3 Stress Field /29

2.4 Viscosity /31

Newtonian Fluid /32

Non-Newtonian Fluids /34

2.5 Surface Tension /36

2.6 Description and Classicatio of Fluid Motions /38

Viscous and Inviscid Flows /38

Laminar and Turbulent Flows /41

Compressible and Incompressible Flows /42

Internal and External Flows /43

2.7 Summary and Useful Equations /44

v

Postgraduate Study

www.nottingham.ac.uk/civil

MSc Engineering: Civil

Environmental Fluid Mechanics Civil engineering problems require the application of

analytical, decision-making and critical thinking skills,

this course will provide students with the technical

knowledge needed to develop these skills.

This course allows for specialisation in the eld of environmental uid

mechanics. An introduction into the broader civil engineering subjects

will then be accompanied with a choice of specialised optional

modules of your chosen theme.

The course will concentrate on the technical knowledge and skills that

are most relevant to the eld of environmental uid mechanics for the

award of MSc in Civil Engineering: Environmental Fluid Mechanics.

Students will develop:

the ability to communicate ideas effectively in written reports,

verbally and by means of pr