UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

SEPARATAS DE CLASE DE HIDRAULICA DE CANALES ABIERTOS

Prof: MSc. Ing. Roberto Campaa Toro

REFERENCIAS:

Las Separatas de Clase se han basado en las siguientes referencias:

- Hidrulica de Tuberas y Canales. Arturo Rocha Felices.

- Mecnica de Fluidos. Merle Potter y David Wiggert.

- Hidrulica. Gilberto Sotelo

- Open Channel Flow. Hanif Chauhdry

TRANSICIONES

Se definen como cambios en la seccin transversal de los canales. Estos cambios pueden

originarse debido a :

- Existencia de gradas en el fondo.

- Cambios en el ancho del canal.

Para el anlisis de transiciones se supone que la prdida de carga es despreciable.

Para una transicin entre dos secciones 1 y 2 de tipo grada positiva de altura "a" se cumple que

la ecuacin de la energa es:

y que la ecuacin de continuidad es:

Para una transicin entre dos secciones 1 y 2 de tipo grada negativa de altura "a" se cumple que

la ecuacin de la energa es:

y que la ecuacin de continuidad es:

En la figura siguiente se analiza la variacin del tirante de un flujo subcrtico originada por una

grada positiva.

En la figura siguiente se analiza la variacin del tirante de un flujo supercrtico originada por una

grada positiva.

En la figura siguiente se analiza la variacin del tirante de un flujo subcrtico originada por una

grada negativa.

En la figura siguiente se analiza la variacin del tirante de un flujo supercrtico originada por una

grada negativa.

En la Figura siguiente se analizan de manera conjunta los casos de flujo subcrtico y supercrtico

en una grada positiva.

En la Figura siguiente se muestra que para diferentes valores de gasto se obtiene una familia de

curvas E-y.

Ejemplos:

1. Un canal rectangular de 4 m de ancho transporta un caudal de 10 m3/s a una profundidad de

2.5 m. Si existe una grada positiva de 0.2 m en el fondo y se asume que no existen prdidas en la

transicin, determinar la profundidad del flujo aguas abajo de grada positiva. Suponer que el

rgimen de flujo de aguas arriba se mantendr sobre la grada.

2. En un canal rectangular el ancho se reduce de 4 a 3 m y el fondo se levanta en 0.25 m. Aguas

arriba la profundidad de la corriente es 2.8 m. En la zona contrada la superficie libre desciende

en 0.10 m. Calcular el caudal y dibujar el perfil de la superficie libre. Calcular cual es el mximo

valor que podra tener la grada para que circule el mismo gasto sin alterar la lnea de energa.

Cul sera en este caso la depresin de la superficie libre?.