DISEO DE CANALES EN FLOWMASTER

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DISEO DE CANALES EN FLOWMASTERAPLICACIN DE UNA HERRAMIENTA VIRTUAL EN LA HIDRULICAEn nuestro contorno estamos rodeados de tecnologa informtica, la cual es una de nuestras mayores ventajas, pues ayudan a reducir el tiempo de clculo, mejoran la presentacin, entre otros aspectos. Pero, tambin podra ser una desventaja si nosotros no sabemos primero la parte terica.

CONTENIDO

Introduccin

Objetivos - Definicin

Procedimiento

Discusin de los resultados

Conclusiones

Anexos

INTRODUCCIN

El presente trabajo trata sobre el flowmaster, un software que recorre por cada persona interesada en el manejo del recurso hidrulico, explicaremos mediante un ejemplo las herramientas bsicas del programa para poder afrontar un proyecto simple pero completo en su contenido, sin adentrarnos en las opciones que nos desven de nuestro propsito, pues flowmaster es un programa amplio y denso con distintos grados de complejidad. Este es un informe que est preparado para tener un contacto con los estudiantes de ingeniera civil y aflorar en ellos el conocimiento para que pueda l afrontar los diversos problemas en la realidad.El flowmaster ha constituido un hito para el sector de la ingeniera, especialmente por que elimin la necesidad de hacer un conjunto de clculos a mano, permitiendo adems incorporar los cambios con facilidad. Empezaremos por describir un poco sus orgenes. La sigla Flow, que es castellano significa flujo y master, que significa maestro, entonces de ambos trminos podemos decir que este programa es exclusivamente para un diseo de flujo de agua, ya sea en tuberas, orificios, vertederos y canales.A partir de su uso nos encontramos con diversas funciones y caractersticas que hacen posible desarrollar diseos fuera de lo comn, como por ejemplo calcular las caractersticas hidrulicas en una seccin irregular de un canal, todo esto posible de igual forma con los fundamentos tericos de los cientficos que en clase tambin son utilizados, como Manning, Kutter, Darcy-Weisbach y Hazen-Williams.

OBJETIVO

El propsito de este programa es conseguir familiarizarse con alguna de las caractersticas y capacidades de FlowMaster, explotar y utilizar el software para que as podamos realizar los clculos con mayor confianza y seguridad.

DEFINICINEl flowmaster es un programa que ayuda a los estudiantes e ingenieros a disear y analizar tuberas, acequias, canales abiertos, presas, etc., el flowmaster computa los flujos, las velocidades de agua, las profundidades y las presiones basados en varias frmulas bien conocidas: Darcy- Weisbach, Manning, Kutter y Hazen-Williams.Este programa es un medio por el cual facilita la solucin de un problema que seleccione, el clculo de la solucin de los parmetros suministrados, el software tambin calcula tablas de especificaciones e informes que se pueden visualizar en la pantalla.

PROCEDIMIENTO

A continuacin se presentan los siguientes pasos, los cuales ayudarn al usuario de este software a realizar un nuevo proyecto.El programa:

HOJA DE CLCULO PARA CANALES ABIERTOSCANAL HIDRAULICO:Eningenierase denominacanala una construccin destinada altransportede fluidos generalmente utilizada paraagua y que, a diferencia de lastuberas, es abierta a la atmsfera. Tambin se utilizan como vas artificiales de navegacin. La descripcin del comportamiento hidrulico de los canales es una parte fundamental de lahidrulicay su diseo pertenece al campo de laingeniera hidrulica, una de las especialidades de laingeniera civil.El conocimiento emprico del funcionamiento de los canales se remonta a varios milenios. En la antiguaMesopotamiase usaban canales deriego, en laRoma Imperialse abastecan de agua a travs de canales construidos sobre inmensosacueductos, y los habitantes del antiguoPer construyeron en algunos lugares de losAndescanales que an funcionan. El conocimiento y estudio sistemtico de los canales se remonta al siglo XVIII, conChzy,Baziny otros.ELEMENTOS GEOMETRICOS DE UNA CANALLos elementos geomtricos son propiedades de una seccin del canal que puede ser definida enteramente por la geometra de la seccin y la profundidad del flujo. Estos elementos son muy importantes para los clculos del escurrimiento. Profundidad del flujo,caladootirante: la profundidad del flujo (h) es la distancia vertical del punto ms bajo de la seccin del canal a la superficie libre. Ancho superior: el ancho superior (T) es el ancho de la seccin del canal en la superficie libre. rea mojada: el rea mojada (A) es el rea de la seccin transversal del flujo normal a la direccin del flujo. Permetro mojado: el permetro mojado (P) es la longitud de la lnea de la interseccin de la superficie mojada del canal con la seccin transversal normal a la direccin del flujo. Radio hidrulico: elradio hidrulico(R) es la relacin entre el rea mojada y el permetro mojado, se expresa como:R = A / P Profundidad hidrulica: la profundidad hidrulica (D) es la relacin del rea mojada con el ancho superior, se expresa como:D = A / T Factor de la seccin: el factor de la seccin (Z), para clculos de escurrimiento o flujo crtico es el producto del rea mojada con la raz cuadrada de la profundidad hidrulica, se expresa como:Z = A. SQRT (D)El factor de la seccin, para clculos de escurrimiento uniforme es el producto del rea mojada con la potncia 2/3 del radio hidrulico, se expresa como:A. R^(2/3)Caractersticas geomtricas e hidrulicas de un canalLas caractersticas geomtricas son la forma de la seccin transversal, sus dimensiones y lapendientelongitudinal del fondo del canal.Las caractersticas hidrulicas son la profundidad del agua (h, en m), el permetro mojado (P, en m), el rea mojada (A, en m2) y el radio hidrulico (R, en m), todas funcin de la forma del canal. Tambin son relevantes larugosidadde las paredes del canal, que es funcin del material en que ha sido construido, del uso que se le ha dado y del mantenimiento, y la pendiente de la lnea de agua, que puede o no ser paralela a la pendiente del fondo del canal. luis castellanosEl radio hidrulico se define como:

dondeAyPson el rea y el permetro mojado.

Tipos de flujo en un canalFlujo permanenteUn flujo permanente es aquel en el que laspropiedades fluidaspermanecen constantes en el tiempo, aunque pueden no ser constantes en el espacio.Las caractersticas del flujo, como son: Velocidad (V), Caudal (Q), y Calado (h), son independientes del tiempo, si bien pueden variar a lo largo del canal, siendoxla abscisa de una seccin genrica, se tiene que:V = fv(x)Q = fq(x)h = fh(x)Flujo transitorio o No permanenteUn flujo transitorio presenta cambios en sus caractersticas a lo largo del tiempo para el cual se analiza el comportamiento del canal. Las caractersticas del flujo son funcin del tiempo; en este caso se tiene que:V = fv(x, t)Q = fq(x, t)h = fh(x, t)Las situaciones de transitoriedad se pueden dar tanto en el flujo subcrtico como en el supercrtico.Flujo uniformeEs el flujo que se da en un canal recto, con seccin y pendiente constante, a una distancia considerable (20 a 30 veces la profundidad del agua en el canal) de un punto singular, es decir un punto donde hay una mudanza de seccin transversal ya sea de forma o derugosidad, un cambio de pendiente o una variacin en el caudal. En el tramo considerado, se las funciones arriba mencionadas asumen la forma:V = fv(x) = ConstanteQ = fq(x) = Constanteh = fh(x) = ConstanteFlujo gradualmente variadoEl flujo es variado: si la profundidad de flujo cambia a lo largo del canal. El flujo variado puede ser permanente o no permanente. Debido a que el flujo uniforme no permanente es poco frecuente, el trmino flujo no permanente se utilizar de aqu para adelante para designar exclusivamente el flujo variado no permanente.El flujo variado puede clasificarse adems como rpidamente variado o gradualmente variado. El flujo es rpidamente variado si la profundidad del agua cambia de manera abrupta en distancias comparativamente cortas; de otro modo es gradualmente variado. Un flujo rpidamente variado tambin se conoce como fenmeno local; algunos ejemplos son elresalto hidrulicoy lacada hidrulica.Flujo CrticoCuando Froude vale uno o cuando la velocidad es igual que la raiz cuadrada de la gravedad por la profundidad.Flujo subcrticoEn el caso de flujo subcrtico, tambin denominado flujo lento, el nivel efectivo del agua en una seccin determinada est condicionado a lacondicin de contornosituadaaguas abajo.Flujo supercrticoEn el caso de flujo supercrtico, tambin denominado flujo veloz, el nivel del agua efectivo en una seccin determinada est condicionado a lacondicin de contornosituadaaguas arriba.

Ecuacin de Hazen-WilliamsLafrmula de Hazen-Williams, tambin denominadaecuacin de Hazen-Williams, se utiliza particularmente para determinar la velocidad delaguaentuberascirculares llenas,o conductos cerrados es decir, que trabajan apresin.Su formulacin es: en funcin del radio hidrulico

en funcin del dimetroQ= 0,2785 *C* (Di)2,63*S0,54Donde: Rh = Radio hidrulico = rea de flujo / Permetro hmedo = Di / 4 V = Velocidad media del agua en el tubo en [m/s]. Q = Caudal flujo volumtrico en [m/s]. C = Coeficiente que depende de larugosidaddeltubo. 90 para tubos deacerosoldado. 100 para tubos dehierro fundido. 128 para tubos defibrocemento. 150 para tubos depolietileno de alta densidad. Di = Dimetro interior en [m]. (Nota: Di/4 = Radio hidrulico de una tubera trabajando a seccin llena) S = [[Pendiente - Prdida de carga por unidad de longitud del conducto] [m/m].Esta ecuacin se limita por usarse solamente para agua como fluido de estudio, mientras que encuentra ventaja por solo asociar su coeficiente a la rugosidad relativa de la tubera que lo conduce, o lo que es lo mismo al material de la misma y el tiempo que este lleva de uso.Coeficiente de ChzySe denominacoeficiente de Chzyal coeficienteCutilizado en lafrmula de Chzypara el clculo de la velocidad del agua encanales abiertos:

donde:= velocidad media del agua en m/s, que es funcin del tirante hidrulicoh=radio hidrulico, en m, funcin deh= la pendiente de lalnea de aguaen m/m= coeficiente de Chzy.Una de las posibles formulaciones de este coeficiente se debe aHenri Bazin:

donde:es un parmetro que depende de larugosidadde la paredAplicando la formulacin de Bazin para el coeficiente de Chzy, la velocidad del agua en canales se calcula segn la frmula siguiente:

Frmula de KutterLafrmula de Kutteres una expresin del denominadocoeficiente de ChzyCutilizado en lafrmula de Chzypara el clculo de la velocidad del agua encanales abiertos:La expresin ms comn de la frmula de Kutter es:

donde:= coeficiente de Chzy, que se aplica en lafrmula de Chzy:=radio hidrulico, en m, funcin del tirante hidrulicohes un parmetro que depende de larugosidadde la pared= velocidad media del agua en m/s, que es funcin del tirante hidrulicoh = la pendiente de lalnea de aguaen m/m

Frmula de ManningLafrmula de Manning1es una evolucin de lafrmula de Chzypara el clculo de la velocidad del agua encanales abiertosy tuberas, propuesta por el ingeniero irlandsRobert Manning, en 1889:

Para algunos, es una expresin del denominadocoeficiente de ChzyCutilizado en lafrmula de Chzy,

Expresiones de la frmula de ManningLa expresin ms simple de la frmula de Manning se refiere alcoeficiente de Chzy:

De donde, por substitucin en lafrmula de Chzy,, se deduce su forma mas habitual:,

o,siendo:= coeficiente de rugosidad que se aplica en lafrmula de Chzy:=radio hidrulico, en m, funcin del tirante hidrulicohes un parmetro que depende de larugosidadde la pared= velocidad media del agua en m/s, que es funcin del tirante hidrulicoh= la pendiente de lalnea de aguaen m/m= rea de la seccin del flujo de agua= Caudal del agua en m3/s

Tambin se puede escribir de la siguiente forma (usando elSistema Internacional de Unidades):

o

donde:= rea mojada (rea de la seccin del flujo de agua), en m2, funcin del tirante hidrulicoh= Permetro mojado, en m, funcin del tirante hidrulicoh= Un parmetro que depende de larugosidadde la pared, su valor vara entre 0,01 para paredes muy pulidas (p.e., plstico) y 0,06 para ros con fondo muy irregular y con vegetacin.= Velocidad media del agua en m/s, que es funcin del tirante hidrulicoh= Caudal del agua en m3/s, en funcin del tirante hidrulicoh= la pendiente de lalnea de aguaen m/mPara el sistema unitario anglosajn:

donde:= rea mojada, en pies2, funcin del tirante hidrulicoh= Permetro mojado, en pies, funcin del tirante hidrulicoh= Un parmetro que depende de larugosidadde la pared= Velocidad media del agua en pies/s, que es funcin del tirante hidrulicoh= Caudal del agua en pies3/s, en funcin del tirante hidrulicoh = la pendiente de lalnea de aguaen pies/pies

El coeficiente de rugosidadEl ingeniero irlands Robert Manning present el 4 de diciembre de 1889 en el Institute of Civil Engineers de Irlanda, una frmula compleja para la obtencin de la velocidad, que poda simplificarse como.Tiempo despus fue modificada por otros y expresada enunidades mtricascomo.Cuando fue convertida a unidades inglesas, debido a que, se obtuvo su expresin en ese sistema de unidades anglosajn, manteniendo sin modificar los valores de.Al hacer elanlisis dimensionaldese deduce que tiene unidades. Como no resulta explicable que aparezca el trminoen un coeficiente que expresa rugosidad, se ha propuesto hacer intervenir un factor, siendo g laaceleracin de la gravedad, con lo que las unidades deseran, mas propias del concepto fsico que pretende representar.2El valor del coeficiente es mas alto cuanta mas rugosidad presenta la superficie de contacto de la corriente de agua. Algunos de los valores que se emplean de n son:Tabla del coeficiente de rugosidadde Manning

Material del revestimientoVen Te ChowI. Carreteras4

Metal liso0,010-

Hormign0,0131/60 - 1/75

Revestimiento bituminoso-1/65 - 1/75

Terreno natural en roca lisa0,0351/30 - 1/35

Terreno natural en tierra con poca vegetacin0,0271/25 - 1/30

Terreno natural en tierra con vegetacin abundante0,0801/20 - 1/25

Frmula de BazinSe conoce comofrmula de Bazinoexpresin de Bazin, denominacin adoptada en honor deHenri Bazin, a la definicin, mediante ensayos de laboratorio, que permite determinar el coeficienteCocoeficiente de Chzyque se utiliza en la determinacin de la velocidad media en uncanal abiertoy, en consecuencia, permite calcular elcaudalutilizando lafrmula de Chzy.La formulacin matemtica es:

donde: m = parmetro que depende de larugosidadde la pared R=radio hidrulico

Frmula de StricklerLafrmula de Strickleres una expresin del denominadocoeficiente de ChzyCutilizado en lafrmula de Chzypara el clculo de la velocidad del agua encanales abiertos:La expresin ms comn de la frmula de Strickler es:

donde: C= coeficiente de Manning, que se aplica en lafrmula de Chzy: R(h)=radio hidrulico(Relacin entre la seccin transversal y el permetro mojado), funcin del tirante hidrulicoh Kes un parmetro que depende de larugosidadde la pared V(h)= velocidad media del agua. J= pendiente de la lnea de energa.Integrando ambas expresiones, surge las frmula habitual de trabajo:, o bien:,donde Q es el caudal y S la seccin.

Canales Abiertos La categora Canales abiertos incluye las siguientes hojas de tipo: Canal Rectangular Canal Triangular Canal Trapezoidal Canal Gutter Seccin Irregular Canal ParablicoResuelve dos tipos de flujos:

Ejemplo en un Canal TrapezoidalPARA FLUJO UNIFORME1.- Iniciar FlowMaster haciendo doble clic en el acceso directo en el escritorio o haciendo clic el comando FlowMaster desde el men inicio.2.- Cuando FlowMaster se abre, aparece el cuadro de dilogo de bienvenida, Haga clic en crear nuevo Proyecto.

3.- La ventana principal se abre con el nuevo proyecto cargado.

4.- Haga clic en Archivo>Guardar como. Los Guardar como cuadro de dilogo que se abre.5.- Selecciones el directorio en el que se guardar el archivo y el tipo MyTutorial1 como nombre para el archivo de proyecto.Nota: Se recomienda que el nombre de los archivos del tutorial que se est utilizando diferente a cualquier otro archivo en el directorio del programa, por lo que no sobrescribir los archivos existentes.6.- Ahora, introducir algunos datos globales del proyecto. Pulse Proyecto - propiedades.7.- En el cuadro de dilogo Propiedades del proyecto, tenga en cuenta los tipos de informacin.8.- Escriba su nombre en el campo Project Engineer, introduzca proyecto Tutorial en el Notas de campo del proyecto, a continuacin, haga clic en Aceptar.

9.- Clic Archivo nuevo hoja de clculo 10.- En el cuadro de dilogo crear hoja nueva, asegrese de que canales abiertos esta alta iluminado en el panel Categoras, Haga clic en Canal trapezoidal.

11.- Haga clic en aceptar12.- En el cuadro de dilogo hoja de canal trapezoidal, selecciones la descarga en el Resuelve13.- Seleccione Manning frmula en el mtodo de la lista desplegable de friccin.

14.- En el campo coeficiente de rugosidad, haga clic en los puntos suspensivos () para abrir la biblioteca de materiales. a) Expandir el rbol que contiene todas las bibliotecas de materiales disponibles.b) Expanda el elemento material de la biblioteca HMI para ver los materiales disponibles en la biblioteca.c) Haga clic en una llanura de inundacin, que se cultiva para resaltar.d) Haga clic en aceptar, una vez escogida el coeficiente de rugosidad de 0.035.15. Haga clic en cada uno de los campos de entrada, a su vez introduzca los datos contenidos en la siguiente tabla:

Estos son los datos de entrada de una hoja trapezoidal

La descarga debe ser calculada 53,21 ft3/s.Nota: Despus de introducir los ltimos datos en un campo (ancho del fondo, por ejemplo), usted tiene que hacer clic en otro campo o haga clic en el resuelve, para obtener la descarga para refrescar y actualizar.16.- Guarde el proyecto haciendo clic en archivo Guardar como.17.- Introduce MyTutorial2 en el campo nombre de archivo, haga clic en guardar.18.- Si es necesario, cierre los cuadros de dilogo abiertos.FLUJO GRADUALMENTE VARIADOPara el flujo libre de la superficie, la profundidad rara vez sigue siendo el mismo en toda la longitud de un canal o tubera. Anlisis de flujo gradualmente variado le permite calcular el ro abajo profundidad de la longitud del canal y la profundidad agua arriba, o para calcular la profundidad de la longitud del canal y la profundidad aguas abajo.1.- si es necesario abra el archivo que anteriormente guardo cuando estuvo haciendo con un flujo uniforme.2.- En el cuadro de dilogo canal trapezoidal, haga clic en el flujo gradualmente variado

Ahora haga clic en la lista desplegable direccin y seleccione dado como Given Downstream o Given upstream.a) La accin anterior le permite a usted la solucin agua arriba o bien agua abajo.b) Haga clic en cada uno de los campos de entrada, a su vez e introduzca los datos contenidos en la siguiente tabla

3.- Ver perfil del anlisis de flujo gradualmente variado: Haga clic en Anlisis 4.- Guarde el proyecto haciendo clic en archivo guardar como.5.- Introduzca MyTutorial3 en el campo Nombre de archivo y haga clic en guardar.6.- Si es necesario, cierre los cuadros de dilogos.

REPORTAR RESULTADOS

FlowMaster proporciona una serie de mtodos de generacin de informes de su calculada resultados. Este tutorial es una introduccin a estos mtodos.

Este tutorial est basado en el proyecto que se utiliz en Tutorial 2 Gradualmente Variado Anlisis de flujo

1.- Haga clic en Anlisis, informe detallado.2.- Se abre el cuadro de dilogo Vista previa de impresin, que muestra el informe tal y como aparecera si impreso. Tenga en cuenta la informacin suministrada del proyecto concuerden con los datos de entrada.

3.- Cierre el cuadro de dialogo y ponga vista preliminar.

5.- Haga clic en Anlisis -> informes tabulares -> canales -> trapezoidal

6.- El cuadro de dilogo de informe de tabla que se abre presenta todos los mensajes de clculo, notas, los datos de entrada y los resultados de todas las hojas de los canales trapezoidales en el proyecto, en este caso, slo uno.Este informe es til para comparar varias hojas del mismo tipo. Si que desee imprimir este informe, comience haciendo clic en el botn vista preliminar7.- Cierre el cuadro de dilogo de informe de tabla.8.- Haga clic en Anlisis->seccin Transversal.9.- En el cuadro de dilogo configuracin de la seccin cruzada, introduzca canal trapezoidal como el informe.

10.- El cuadro de dilogo de seccin transversal muestra un diagrama de la seccin transversal definida por la hoja de clculo del canal trapecial.Usted puede imprimir la seccin transversal con el botn Vista preliminar, a continuacin, en el botn imprimir en la ventana Presentacin preliminar.

11.- Para cambiar el tamao del diagrama: a) Haga clic en el botn Opciones.b) Seleccione la casilla de verificacin Escala Manual.c) Introduzca el nuevo valor en el campo de relacin de aspecto, tal como 3, y haga clic en aceptar.d) Cambiar la relacin de aspecto a 1 y ver que cambiar.e) Cierre el cuadro de dilogo de la seccin transversal.12.- FlowMaster tambin le permite representar grficamente una serie de resultados que se calculan a partir de una gama de valores para una variable especificada a travs de la funcin de las curvas de valoracin.a) Si es necesario, cerrar cualquier impresin abierta y cuadros de dilogos de vista preliminar y abrir.b) Haga clic en Anlisis-> Rating Curve.c) En el cuadro de dilogo configuracin de curva de gastos, seleccione la velocidad en el terreno desplegable. Este es el atributo para el que se calcula un intervalo de valores.d) Seleccione pendiente del canal en la lista desplegable, lo que establece el atributo en contra que se calcula el atributo plot.e) Introduzca la informacin contenida en la tabla siguiente para los otros campos en el cuadro de dilogo configuracin Curva Rating.- Mnimo: 0.0030 ft/ft- Mximo: 0.0060 ft/ft- Incremento: 0.0005 ft/ftf) Haga clic en Aceptar. Se abre el cuadro de dilogo Curva de calificacin, que muestra un grfico de la velocidad en cada una de las pistas en el rango especificado por los valores que entrados.

13.- Puede modificar prcticamente cualquier aspecto de la apariencia del grfico haciendo clic en el botn opciones de grfico.

a) Experimenta con las distintas opciones disponibles para usted. Para crear el grfico 3D que se muestra aqu:

a) Haga clic en Opciones de grfico> 3D.b. Seleccione la casilla 3 Dimensiones.c. Ajuste el 3D% a 90.d. Haga clic en la pestaa Walls.e. Haz clic en la pestaa inferior, a continuacin, haga clic en Color.f. Ajuste el color de fondo (en el ejemplo que tiene un valor de rojo, verde y azul (RGB) de 0, 255, 255).g. Haga clic en el Panel, Fondo de las fichas.h. Haga clic en el patrn, degradado, entonces pestaas Formato.i. Seleccione Vertical de la lista desplegable Direccin.j. Haga clic en la ficha Colores.k. Haga clic en Inicio.l. Haga clic en Personalizar y establezca un valor RGB de 255, 215, 0.m. Haga clic en Aceptar> Aceptar para cerrar los cuadros de dilogo de color.n. Haga clic en Finalizar.o. Seleccione blanco del cuadro de dilogo Editor de colores (RGB de 255, 255, 255).p. Haga clic en Aceptar.q. En el cuadro de dilogo Editor Brush Hatch, seleccione la casilla de verificacin No Color Oriente.r. Haga clic en Aceptar y luego en Cerrar.14. Usted puede imprimir el grfico haciendo clic en el botn Vista preliminar, a continuacin, en el Botn en la ventana de vista previa de impresin Impresin o redefinir los ajustes de la curva de calificacin por clic en el botn Curve Rating Definir.15.- Guarde el proyecto, a continuacin, cierre todas las ventanas abiertas.

Ejemplo de un Canal Irregular (Ovoide)En redes de saneamiento (alcantarillado), se utiliza secciones de este tipo, cuya forma particular, impide la sedimentacin de residuos pues optimiza la relacin de la velocidad mxima de agua con su caudal.

Este tipo de secciones para alcantarilla tiene existencia en Brighton, (Inglaterra). Su diseo data de la poca victoriana, entre 1837 y 1901.

PARA FLUJO UNIFORME1.- Iniciar FlowMaster haciendo doble clic en el acceso directo en el escritorio o haciendo clic el comando FlowMaster desde el men inicio.2.- Cuando FlowMaster se abre, aparece el cuadro de dilogo de bienvenida, Haga clic en crear nuevo Proyecto.

3.- Indicaremos nuestro cursor en la parte lateral izquierdo, en el icono de canales e indicaremos la seccin de canal irregular.

4.- Se presentara una hoja de en la zona de color Ploma, se establecer por defecto en el flujo uniforme, en la parte inferior de la pgina le daremos clic en editar.

5.- Una vez que se nos presente la ventana de edicin para elaborar el canal irregular, se insertar las coordenadas, las cuales darn forma a la seccin ovoide.

6.- Para obtener las coordenadas de la seccin es necesario trabajar en Excel. A partir de funciones geomtricas podemos obtener las coordenadas, como por ejemplo la parte superior de la seccin ovoide posee una forma circular. As que le daremos la funcin x2 + y2 = r2, y la parte inferior le corresponder a una figura parablica, que puede ser y = x2.

7.- Despus de obtener las coordenadas, con ayuda de las funciones (ecuacin de la circunferencia y ecuacin de la parbola) en el Excel, podremos copiarlos al programa flowmaster, para que en l pueda graficarse y despus hacer el clculo. Nota: Antes de cerrar la ventana de edicin de la seccin irregular del FlowMaster, se tendr que especificar el coeficiente de rugosidad del material con la cual se quiere disear la estructura.

8.- Despus de cerrar la ventana de edicin dndole clic en Ok, podremos empezar a darle valores en la hoja de clculo. Los valores que se presentan a continuacin, se insertaran como ejemplo:Coeficiente de rugosidad (n): 0.013 Pendiente del canal (S0/00): 0.001Tirante Normal (Yn): 3 m Rango de elevacin: aparece como defecto una vez que tengamos nuestra seccin dibujada y se observa que esta de 0 a 6 m.Descarga (Q): este es el valor que queremos hallar as que queda como interrogante Luego de insertar los datos como se presentan en la imagen, vern que se generar automticamente el resultado (la descarga o caudal).

9.- Para conformidad del usuario, este programa permite la visualizacin de la seccin transversal, para esto tenemos que dirigir el cursor hacia el icono (Cross Section), haciendo clic este icono se les presentara una ventana pequea, que se utiliza para fines de configuracin, le damos clic en ok y al instante se presentara la seccin transversal con la altura superficial del agua.

DISCUSIN DE RESULTADOS

Propsito de este canal fue la obtencin de las propiedades fsicas de un canal tanto de seccin regular como irregular.

Se observ que las secciones irregulares se trabajan en flowmaster, solo y siempre y cuando tengamos las coordenadas.

Las coordenadas generadas por las funciones geomtricas, fueron las ms indicadas para generar secciones irregulares.

La finalidad con la que se hace una seccin irregular no solo es para una arquitectura mejor al canal, si no para tener mejores resultados con respecto al flujo que discurre en l, como por ejemplo la seccin ovoide.

CONCLUSIONES

El software es una herramienta de mucha ayuda, la cual permite no solo calcular el diseo que se quiere elaborar, si no, puede reducir el tiempo haciendo el clculo manualmente. La investigacin de este programa fue una experiencia muy til, de modo que permiti ampliar nuestros conocimientos, para poder ms competitivos. El uso de la geometra es un factor clave para poder hacer estas secciones irregulares.

ANEXOS

DOCENTE: ING. CARLOS ALTAMIRANO A. MECANICA DE FLUIDOS II