1UNIVERSIDAD DE SONORADivisin de Ingenieras. Unidad Centro.Departamento de Ingeniera Civil y MinasFORMULARIO DE INGENIERA HIDRULICA PARA LA CARRERA DE INGENIERA CIVILPrimera Parte. FLUJO A SUPERFICIE LIBRE.Resumen eleborado por:MARTN REN SORTILLN VALENZUELA.Profesor Titular adscrito a la ACADEMIA DE HIDRULICA DE LA UNIVERSIDAD DE SONORA.Hermosillo Sonora.2ECUACIONES FUNDAMENTALES DE LA HIDRULICA.ECUACIN DE BERNOULLI.1.- Concepto.CH1=carga hidrulica en el punto 1 (metros de columna de agua)z1=elevacin del punto 1 respecto a un nivel de referencia (m)..gv221= carga hidrulica por velocidad en el punto 1 (metros de columna de agua)..1P= carga hidrulica de presin (metros de columna de agua).1P = presin del agua en el punto 1 (Kg/m).1v = velocidad del agua en el punto 1.=1000 Kg/m.2.- Planteamiento entre dos puntos.hf=prdidas de carga en la trayectoria (mca)..3.- Considerando bombeo en la trayectoria.Hb=carga hidrulica de presin en la bomba (mca).4.- Considerando turbina en la trayectoria.T= carga hidrulica cedida a la turbina (mca).1211 12Pgvz CH + + hf CH CHinicial final 2 1CH Hb CH +gv pz T hfgv pz2 222 2221 11+ + + + 3CANALES.DISEO DE CANALES EN FLUJO UNIFORME.Variables DefinicinA rea total en m.Q Gasto de diseo(m/s).n Nmero de Manning.b plantilla del fondo (m)s Pendiente del fondo(m/m)d tirante (m)t talud (m)Partiendo de la Ecuacin de Manning para la velocidad.Velocidad de seccin ptima.Radio Hidrulico:rea de flujo.Permetro hmedoTirantes y plantillas.nS Rv2 / 1 3 / 22 / 32 / 1 1]1

svnRvQA RAP rrA P Pd2421 +rrA P Pd2422 111tddAb 222tddAb t t r + 1 2 td bd A + ) 1 ( 2 t d b P + + 4 / 132 / 3max41]1

rnQsvt t r + 1 24Tirante crtico en un canal rectangular.En un canal rectangular donde donde q=Vy es el gasto por unidad de ancho, se tiene, La energa especfica tiene un valor mnimo que se obtiene igualando o sea, Este tirante se conoce como tirante crtico. Si se elimina q de las ecuaciones anteriores se tieneTirante crtico en un canal trapecial.En canales trapeciales como se ilustra en la figura siguiente la energa especfica toma la forma:donde A es el rea de la seccin transversal. Para encontrar el tirante crtico, se tieneDe la figura la relacin entre dA y dy se puede expresar mediantedonde T es el ancho de la seccin transversal en la superficie del lquido:con Para el tirante crtico entonces,Tubera circular trabajando como canal. 2gyqy E + 0 dydE31gyqdydE 3 / 1

,_

gqycc mny E 5 . 1 2gAQy E + dydAgAQdydE31 0 Tdy dA x b T 2 + 13ccTgAQ1tyxty x ty b T 2 + 5Variable elemento UnidadD Dimetro md tirante mn rugosidadS pendiente m/mClculosVariable elemento Unidad Frmulasngulow central radianesrea deA flujo m permetroP mojado m R radio hidrulico mvelocidadv del flujo m/sQ gasto m/s COMPUERTAS PLANAS RECTANGULARES) (8senw wDA wDP2PAR nS Rv2 / 1 3 / 2( ) D d w / 2 1 cos 21 vA Q 1.723 1y y0.81a a _ ,6Descarga libre. Se d sim/sb=ancho de la compuerta (m); a=abertura de la compuerta (m).Ecuaciones para el coeficiente de descarga Cd.S Siy1/a10Descarga ahogada. Se d si72 . 13 181 . 0 ,_

0.67( m/s); (b=ancho del vertedor).Cd=coeficiente del vertedor como si fuera de pared delgada.Correcin por espesor del muro del vertedor (Coeficiente 1).Si 0.67