12. canales 1

Ing°. LUIS VASQUEZ RAMIREZ

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIA

I) CANALES

Conducto de perímetro abierto o cerrado en los cuales el agua fluye en contacto con la atmósfera y debido a la pendiente topográfica; esto quiere decir que el agua fluye impulsada por la presión atmosférica y de su propio peso.

I) CANALES

Características de la seccióntransversal al flujoSe considera la seccióntransversal, perpendicular a ladirección del flujo.Área Transversal: APerímetro mojado: PhRadio Hidráulico: Rh=A/ PhProfundidad, tirante o calado: yEs la distancia desde el fondo a lasuperficie libre

I) CANALES – FORMAS DE SECCION

I) CANALES

- Estados de Flujo:El flujo puede ser laminar, turbulento o transicional según el efecto de la viscosidad en relación con la inercia.• Laminar: si Re < 500 •Transicional: si 500<Re < 1000•Turbulento: si Re > 1000

h

e

RVR

.

- Efecto de la Gravedad:El efecto de la gravedad sobre el estado de flujo se representa por la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas gravitacionales. Esta relación está dada por el número deFroude, definido como:• Crítico: si Fr = 1 •Subcrítico: si Fr < 1•Supercrítico: si Fr > 1

T

AD

Dg

VFr

,.

I) CANALESLas variables hidráulicas de interés

La velocidad en la sección transversal varía de un punto a otro de la misma.

I) CANALES

Ecuaciones fundamentalesResponden a tres principios:

• Conservación de la masa• Conservación de la energía• Conservación de la cantidad de

movimiento

I) CANALES

Elementos geométricos de los canales: Los elementos geométricos son propiedadesde una sección de canal que pueden ser definidos por completo por la geometría de la sección y la profundidad del flujo. Estos elementos son muy importantes y se utilizan con amplitud en el cálculo de flujo. Para secciones de canal regulares y simples, los elementos geométricos pueden expresarse matemáticamente en términos de la rofundidad de flujo y de otras dimensiones de la sección. La forma mas conocida de la sección transversal de un canal es la trapecial, como se muestra en la fig

I) CANALES Elementos geométricos de los canales:

=Z =Y

I) CANALES (Sección Rectangular)Área (en metros cuadrados)

• Ancho Superficial (en metros)

• Profundidad Hidráulica (en metros)

• Perímetro Mojado (en metros)

• Radio Hidráulico : RH=bh/(b+2h)

I) CANALES (Sección Trapezoidal)

Área (en metros cuadrados)

Ancho Superficial (en metros)

Profundidad Hidráulica (en metros)

Perímetro Mojado (en metros) Radio Hidráulico

I) CANALES (Sección Circular)Área (en metros cuadrados)

Ancho Superficial (en metros)

Profundidad Hidráulica (en metros)

Perímetro Mojado (en metros)

Radio Hidráulico  

I) CANALES Elementos geométricos de las secciones de

canal

I) CANALES Líneas de Energía y comparación de flujo

entre tuberías y canales abiertos

I) CANALES Líneas de Energía en canales con flujo

UNIFORME1. La profundidad, el área mojada (A), la

velocidad y el caudal se presentan constantes en cada sección del canal.

Por ejemplo, en un canal rectangular:2. La Línea de energía, la altura de la

superficie del agua y el fondo del canal son paralelos y constantes, es decir, todas sus pendientes son iguales :

SE = Sh = So = S.SE: es la pendiente de la línea de energíaSh: es la pendiente del agua So: es la pendiente del fondo del canal

I) CANALES Líneas de Energía en canales con flujo

UNIFORME