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Contenido I. RESUMEN ................................................................................................................................... 1

II. ABSTRAC ................................................................................................................................... 1

III. ENERGIA ESPECÍFICA Y FLUJO CRÍTICO ........................................................................... 1

IV. OBJETIVOs ................................................................................................................................. 1

V. MARCO TEORICO ..................................................................................................................... 2

1.1 energia ...................................................................................................................................... 2

1.2 energia ESPECÍFICA ............................................................................................................... 2

1.3 regimen CRÍTICO .................................................................................................................... 2

1.3.1 Caudal o gasto crítico ....................................................................................................... 3

1.3.2 Tirante critico ................................................................................................................... 3

1.3.3 Velocidad critica .............................................................................................................. 3

1.3.4 Pendiente critica ............................................................................................................... 3

1.3.5 Régimen subcritico ........................................................................................................... 3

1.3.6 Régimen supercrítico ........................................................................................................ 3

1.4 ECUACION DEL REGIMEN CRÍTICO ................................................................................ 4

1.4.1 Condición para la energía específica mínima (Q=cte.) .................................................... 4

1.4.2 Condición para el caudal máximo (E=cte.) ...................................................................... 4

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................... 4

VII. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 4

I. RESUMEN

En el diseño de conductos abiertos como son los canales es importante definir la energía específica que

presenta el flujo en una determinada sección, ya que esto nos permite definir la capacidad para

desarrollar un trabajo, así mismo la determinación del tirante crítico tiene una aplicación directa en la

definición del tipo de régimen que presenta un determinado escurrimiento, ya que si el tirante con que

fluye un determinado caudal es menor que el tirante crítico, se sabe que el escurrimiento es en régimen

supercrítico (rápido) y si es mayor que el crítico entonces el escurrimiento es en régimen subcritico

(lento).

II. ABSTRAC

In the design of open channels such as the channels is important to define the specific energy that

presents the flow in a given section , as this allows us to define the ability to do a job , also determining

the critical depth has direct application in defining the type of regime that presents a certain runoff ,

because if the tie with flowing a given flow rate is less than the critical depth , it is known that runoff is

in the supercritical regime ( fast) and if it is greater than the critical time runoff is in subcritical regime

( slow).

III. ENERGIA ESPECÍFICA Y FLUJO CRÍTICO

IV. OBJETIVOS

Comprender el flujo dentro del canal abierto y analizar los conceptos de energía específica,

energía mínima, profundidad critica, cambio de régimen y alturas alternas.

Conocer el tipo de flujo y las propiedades que podemos encontrar en ellos.

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V. MARCO TEORICO

1.1 ENERGIA

(Felices, 2007) Este autor nos dice que la energía de la corriente en una sección determinada de un canal

es igual a la suma del tirante, la energía de velocidad y la elevación del fondo con respecto a un plano

horizontal de referencia. Dónde: y es el tirante, α es coeficiente e Coriolis, V la velocidad media de la

corriente en la sección, Z la elevación del fondo con respecto a un plano de referencia.

1.2 ENERGIA ESPECÍFICA

(Gilberto, 2002) Según este autor se llama energía específica en la sección de un canal es la que

corresponde al peso del líquido através de ella, y se mide respecto al fondo, para un sección de forma

cualquiera y área hidráulica A, donde fluye el gasto Q, con 𝑉 = 𝑄 ⁄ 𝐴 y Z=0, donde la ecuación de la

energía queda expresada de la siguiente manera:

1.3 REGIMEN CRÍTICO

Ejemplo de cálculo de la energía específica para un canal trapezoidal.

Consideremos una sección trapezoidal de ancho de solera b=0,75, talud Z=1 y Q=0,40m3/s y Q= m3/s

Valores de E para diferente valores de y.

Curvas de energía específica y la relación entre el tirante “y” y “E”.

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Se dice que un canal está trabajando bajo un régimen crítico cuando:

Posea la energía específica mínima para un caudal dado.

Posee el caudal máximo para una energía especificada dada.

Posee la fuerza específica mínima para un caudal dado.

1.3.1 Caudal o gasto crítico

Es el gasto máximo para una energía específica determinada, o el gasto que se producirá con la energía

especifica mínima.

1.3.2 Tirante critico

Es el tirante hidráulico que existe cuando el caudal es el máximo para una energía específica

determinada, o el tirante al que ocurre un caudal determinado con la energía especifica mínima.

1.3.3 Velocidad critica

La velocidad media cuando el gasto es el crítico.

1.3.4 Pendiente critica

Es el valor particular de la pendiente del fondo del canal la cual esta conduce un caudal Q en régimen

uniforme y con energía especifica mínima, o sea, que en todas sus secciones se tiene el tirante crítico.

1.3.5 Régimen subcritico

Son las condiciones hidráulicas en las que los tirantes son mayores que los críticos, las velocidades

menores que las críticas y los números de Froude menores que 1. Es un régimen lento, tranquilo, fluvial,

adecuado para canales principales o de navegación.

1.3.6 Régimen supercrítico

Son las condiciones hidráulicas en las que los tirantes son menores que los críticos, las velocidades

mayores que las críticas y los menores de Froude mayores que 1. Es un régimen rápido, torrencial,

pero perfectamente estable, puede usarse en canales revestidos.

Tipos de régimen para flujo crítico:

Resumen:

Por medio de los tirantes:

Si y < yC flujo supercrítico o rápido.

Si y = yC flujo critico.

Si y > yC flujo subcritico o lento.

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Por medio de la pendiente de fondo (Sf):

Si Sf < Sc flujo subcritico o lento.

Si Sf = Sc flujo critico.

Si Sf > Sc flujo supercrítico o rápido.

Por medio del número de Froude:

Si F < 1 flujo subcritico o lento.

Si F = 1 flujo critico.

Si F > 1 flujo supercrítico o rápido.

Por medio de las velocidades medias:

Si v < vC flujo subcritico o lento.

Si v = vC flujo crítico.

Si v > vC flujo supercrítico o rápido.

1.4 ECUACION DEL REGIMEN CRÍTICO

1.4.1 Condición para la energía específica mínima (Q=cte.)

1.4.2 Condición para el caudal máximo (E=cte.)

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se debe tener en cuenta que el área hidráulica y ya sea el caso la velocidad media, el caudal

máximo o la energía especifica mínima deberán estar en función del tirante “y”.

La tabulación de los datos, cuando asignamos un tirante variable nos dará los tipos de flujos ya

sea subcritico, critico o supercrítico.

VII. BIBLIOGRAFÍA

Felices, A. R. (2007). HIDRAULICA DE TUBERIAS Y CANALES. LIMA: UNI.

Gilberto, S. A. (2002). HIDRAULICA DE CANALES. Mexico.

Streeter, V. L. (1970). MECANICA DE FLUIDOS. Mexico: McGRAW-HILL.

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