Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ingeniería Civil

Hidráulica de Canales

EVIDENCIA 2:

Informe sobre la revisión de un conducto a gravedad de sección circular

Acosta Espino Francisco Javier

Matricula: 1593988

Grupo: 003

Introducción

Se considera que el flujo uniforme tiene las siguientes características principales:

a).-La profundidad, el área mojada, la velocidad y el caudal en cada sección del canal son constantes.

b).-La línea de energía, la superficie del agua y el fondo del canal son paralelos, es decir, sus pendientes son todas iguales Sf = Sw = So = S, donde Sf es la pendiente de la línea de energía, Sw es la pendiente del agua y So es la pendiente del fondo del canal.

Cuando el flujo ocurre en un canal abierto, el agua encuentra resistencia a medida que fluye aguas abajo. Esta resistencia por lo general es contrarrestada por las componentes de las fuerzas gravitacionales que actúan sobre el cuerpo de agua en la dirección del movimiento. Un flujo uniforme se alcanzará si la resistencia se equilibra con las fuerzas gravitacionales. La profundidad del flujo uniforme se conoce como profundidad normal.

Un canal con una sección transversal invariable y una pendiente de fondo constante se conoce como canal prismático. De otra manera, el canal es no prismático; un ejemplo es un vertedero de ancho variable y alineamiento curvo. Al menos que se indique específicamente los canales descritos son prismáticos.

La distribución de velocidades en una sección de canal depende también de factores, como una forma inusual de la sección, la rugosidad del canal y la presencia de curvas. En una corriente ancha, rápida y poco profunda o en un canal muy liso, la velocidad máxima por lo general se encuentra en la superficie libre. La rugosidad del canal causa un incremento en la curvatura de la curva de distribución vertical de velocidades. En una curva, la velocidad se incrementa de manera sustancial en el lado convexo, debido a la acción centrífuga del flujo.

La ecuación de Manning

En 1889 el ingeniero irlandés Robert Manning presentó una ecuación, la cual modificó más adelante hasta llegar a su conocida forma actual:

Donde V es la velocidad media, R es el radio hidráulico, S es la pendiente de la línea de energía y n es el coeficiente de rugosidad, específicamente conocido como n de Manning. Esta ecuación fue desarrollada a partir de siete ecuaciones

diferentes, basada en los datos experimentales de Bazin y además verificada mediante 170 observaciones. Debido a la simplicidad de su forma y los resultados satisfactorios que arroja en aplicaciones prácticas, la ecuación de Manning se ha convertido en la más utilizada de todas las ecuaciones de flujo uniforme para cálculos en canales abiertos.

Descripción del problema

En este trabajo se buscó diseñar un canal de sección circular con ubicación en la Colonia El Uro, Monterrey, Nuevo León México. Dicho diseño está elaborado con una distancia de 270m y funciona debido a la acción de la gravedad cuyo terreno contaba con las condiciones topográficas adecuadas para tener una pendiente que se calculó tomando la altura inicial y la altura final del tramo en estudio con ayuda de las curvas de nivel. Se obtuvo una pendiente de 1.67%.

El flujo se considero como flujo permanente y uniforme, y se propuso una sección circular con las siguientes dimensiones:

D= .9 m

S= 0.0167

y= .9 m

El canal estará hecho de metal corrugado para drenaje de lluvias por lo cual tendrá un coeficiente de rugosidad de Manning de 0.024.

Fórmulas

Q=0.3117n

∙ D8/3 ∙ S1 /2

V=QA

A=π ∙D2

4

Cálculos

Q=0.31170.024

( .9m )8/3(0.0167)1/2

Q= 1.267 m3/s

A=π (.9m)2

4

A= 0.636 m2

V=1.267m3/s0.636m2

V= 1.99 m/s

Conclusiones

Como conclusión los datos más relevantes del canal que se obtuvieron anteriormente fueron:

1.- El gasto del canal debido al tirante propuesto (tubo lleno) 0.6m es de 1.267m3/s.

2.- La velocidad para este canal es de 1.99 m/s.

3.- El revestimiento del canal será de hierro metal corrugado para drenaje de lluvias.