flujo gradualmente graduado
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HIDRAULICA DE CONDUCTOS
FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
Walter La Madrid
FIC
HIDRÁULICA DE CANALES
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•
El flujo gradualmente variado es el flujo constante cuyaprofundidad varía gradualmente a lo largo del canal.
• Esta definición implica dos condiciones:
– Que el flujo es constante, que las característicashidráulicas del flujo se mantienen constantes para elintervalo de tiempo considerado.
– Que las líneas de corriente son prácticamente paralelas,que la distribución de la presión hidrostática prevalecesobre la sección del canal.
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• Así también:
La pérdida de carga en una sección es el mismo que para un flujo
uniforme.
La fórmula de flujo uniforme (Chezy @ Manning) puede ser
utilizado para evaluar la pendiente de la energía del flujo
gradualmente variado en una sección del canal determinado y el
correspondiente coeficiente de rugosidad desarrollado
principalmente para flujo uniforme es aplicable al flujo variado
– La pendiente del canal es pequeño.
–
El canal es prismático, es decir, el canal tiene forma y alineaciónconstante.
– El coeficiente de rugosidad es independiente de la profundidad de
flujo y constante a lo largo del canal.
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En FGV, Y y V, varían lentamente,
y la superficie libre es estable
En contraste con el flujo
uniforme, Sf
S0. Ahora, la
profundidad del flujo refleja elequilibrio dinámico entre la
gravedad, la fuerza cortante y
efectos de la inercia
Para deducir la forma cómo la
profundidad varía con x,
considerar la altura total
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• Dado el número de Froude, podemos simplificar ydespejar - dy / dx en función de parámetros
medibles
Donde: Sf = pendiente de energía total,So = pendiente de fondo,dy/dx = pendiente de la
superficie de agua.
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ó
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Clasificación
de perfiles de
flujo
Permite la clasificación de losperfiles de la superficie del líquidoen función de Fr, S0, Sf, y lascondiciones iniciales.
La pendiente S0 se clasifica
como: Steep : yn < yc o so>sc Critical : yn = yc o so= sc Mild : yn > yc o so< sc Horizontal : S0 = 0
Adverse : S0 < 0
Tirante inicial esta en una zona
Zone 1 : y > yn Zone 2 : yc < y < yn Zone 3 : y < yc
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configuraciones
distintas para los
perfiles de
superficie en
FGV.
Cabe señalar
que un perfil de
flujo continuopor lo general
sólo se da en
una zona.
co S S
co S S
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Ejercicio Un canal triangular tiene 2:1 (H: V) taludes, una pendiente del canal(So) de 0,0064, n de 0.015 de Manning. El tirante crítico es 3,0 pies y el tirante real
de agua en el canal es 4.0 ft.
a) La descarga es _________________ ft3 / s
b) El tirante normal es _________________ pies
c) Aguas arriba de este punto, la profundidad del agua es [más alto | más bajo]
(encierre en un circulo). [Usted debe justificar su respuesta para poder recibir el
puntaje completo].
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a)
b) Tirante normal
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c) Pendiente de la superficie de agua
Y aumenta aguas abajo
Y disminuye aguas arriba
Río arriba del punto la profundidad del agua es más bajo
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