flujo de canales abierto, tema II, mecanica de fluidos ii

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
MECÁNICA DE FLUIDOS II
• Realizado por:
• Br. Alexander Rivas
• C.I: 16.921.221

2. Canal abierto
 Un canal abierto es aquél en el que la superficie libre del
fluido está en contacto con la atmósfera o medio similar.
 El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre,
en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido a que
en este caso el agua debe llenar completamente el
conducto.
 Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican
por el hecho de que la composición de la superficie libre
puede cambiar con el tiempo y con el espacio, y también
por el hecho de que la profundidad de flujo el caudal y las
pendientes del fondo del canal y la superficie libre son
interdependientes.

3. Geometría mas común
 Las formas que se utiliza con más frecuencia
para los canales abiertos son la circular,
rectangular, trapezoidal, y triangular.

4. Tipos de flujo
 Los flujos en canales abiertos pueden ser:
 Uniformes
 Se dice que el flujo es uniforme si la profundidad
del flujo y la velocidad promedio se mantienen
constantes
 Cuando el fluido alcanza su velocidad límite el
flujo es UNIFORME
 El flujo se mantiene uniforme si la pendiente,
rugosidad o caudal no cambian.

5. Tipos de flujo
 No Uniformes
 La presencia de obstáculos en el canal provoca
cambios en la profundidad del flujo, lo que
ocasiona que el flujo se torne NO UNIFORME O
VARIADO.
 El flujo variado puede ser deVARIACIÓN RÁPIDA
o deVARIACIÓNGRADUAL

6. Tipos de flujo
 El flujo puede ser laminar o turbulento
 La definición viene dada por el numero de
Reynolds
 En esta expresión se utiliza el radio hidráulico y no
el radio geométrico
Re 
vRH

HR
p

AC

7. Radio y Diámetro Hidráulico

8. Numero de Froude
 El número de Froude establece la relación
entre las fuerzas de inercia y las
gravitatorias.
v
Lg
Ma L2
v2
Mg L3
g Lg
   Fr 

9. Tipo de flujo
(Critico, Subcritico y
Supercritico)
 El número de Froude permite establecer si el
flujo es crítico, subcrítico o supercrítico.
 Fr<1 Subcritico o tranquilo
 Fr=1 Critico
 Fr>1 Super critico o rapido

10. Ecuaciones de energía y
continuidad
 La ecuación de energía se define de la forma:
 donde la pérdida de carga viene dada por:
1 1 2 2 L
v2
v2
2g 2g
z  y 1
 z  y 2
h
h h
L Lv2
v2
hL f
D
 f
2g R 8g

11. Formula de Chezy
 Se usa para flujos uniformes
h
L v2
soRh
(coeficiente de Chèzy)
8g
f
hL  so L f
R 8g

v  Cso Rh V CAc
C 

12. Formula de Manning
 Completa la formula de chezy
1
6
h
a
R
n
C 
n:coeficiente de Manning
1
a  1m3 /s

13. Resalto Hidráulico
 El flujo de variación rápida se produce
cuando hay un cambio brusco de sección o
aparece un obstáculo en la trayectoria del
fluido.
 El estudio del flujo de variación rápida se
realiza de manera experimental por su
complejidad, si bien se pueden hacer algunas
consideraciones básicas que permiten
simplificar el análisis.

14. Tipos de resalto hidráulico

15. Imágenes
Canal Abierto
Artificial
Canal Abierto
Natural