PRINCIPIOS DE HIDRÁULICA PRESENTADO POR: DE LA CRUZ CAÑAVI, ADRIAN MOISÉS

CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS

TIPOS DE FLUIDOS FLUJO -Flujo rotacional. -Flujo no rotacional. -Flujo Unidimensional. -Flujo Bidimensional. -Flujo Tridimensional. -Flujo laminar. -Flujo turbulento -Flujo uniforme. -Flujo no uniforme -Flujo Permanente. -Flujo no permanente

FLUJO EN CANALES ABIERTOS

DEFINICIÓN ES EL FLUJO DE LÍQUIDOS DE UN PUNTO DE MAYOR ENERGÍA A OTRO DE MENOR ENERGÍA, EL LIQUIDO ES IMPULSADO POR LA GRAVEDAD Y PASA POR UN SECCIÓN DE CONTORNO SOLIDO QUE LO ENVUELVE PARCIALMENTE..B-B´ Tipos de secciones B-B´

PARTES DE UN CANAL ABIERTO

ECUACIONES Y CONCEPTOS

ECUACIÓN DE CONTINUIDAD (1/2) LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD EXPRESA QUE LA CANTIDAD QUE INGRESA POR UNA TUBERÍA ES LA MISMA CANTIDAD QUE SALE DE ELLA. ESTA ECUACIÓN ESTA BASADA EN LA “LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA”

ECUACIÓN DE CONTINUIDAD (2/2) A1V1A1V1 A2V2A2V2 Donde: Q= Caudal [m3/s] A=Área de la sección del conducto (1 y 2 señalan los extremos de los conductos) [m2] V=velocidad transversal media, perpendicular al flujo [m/s]

CAUDAL DE UN CANAL LA DETERMINACIÓN DE CAUDAL INTERVIENEN OTRAS VARIABLES, POR TANTO USANDO LA ECUACIÓN DE MANNING JUNTO CON LA ECUACIÓN DE CONTINUIDADES OBTENDREMOS UN MEJOR CALCULO PARA EL CAUDAL. Donde: v = Velocidad [m / s] z = 1 para unidades métricas n = coeficiente de rugosidad de Manning (un coeficiente para cuantificar las características de rugosidad del canal) R = radio hidráulico [m]= A / WP WP = perímetro de flujo humedecido (la longitud del límite del canal en contacto directo con el agua) [m] S = pendiente del canal [m/m]

CAUDAL DE UN CANAL EC. MANNING ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

ECUACIONES DE ENERGIA LA ENERGIA TOTAL EN UN FLUJO ES LA SUMATORIA DE LA ENERGIA POTENCIAL (Z), ENERGIA CINÉTICA ( α v 2 /2g) Y ENERGIA DE PRESIÓN (p/ γ w ).

BALANCE DE ECUACION DE ENERGIA EN LOS CANALES EXISTE PERDIDA ENERGIA DEBIDO A ESO SE DEBE REALIZAR UN AJUSTE A LA ECUACION DE ENERGIA.

PROFUNDIDAD DEL FLUJO Considerando un flujo uniforme (caudal, pendiente, rumorosidad y sección constantes),realizamos una grafica profundidad de flujo vs Energia especifica,tenemos la siguiente grafica: Energía especifica Y: tirante Ee= Y + v2/2g h = Y b

TIPOS DE FLUJOS EN CANALES Flujo uniforme y permanente. El flujo uniforme y permanente comprende dos condiciones de flujo.El flujo permanente,como se define para flujo en tuberías a la condición según la cual las características del flujo en un punto no varian con el tiempo(dV/dt =0, dy/dt =0, etc.) El flujo uniforme se refiere a la condición según la cual la profundidad, pendiente, velocidad y sección recta permanecen constante en una longitud dada del canal (dy/dL =0, dV/dL=0,etc.) Flujo permanente no uniforme. Refiere al flujo que presenta cambios en la dirección de la velocidad en diferentes tramos de la extensión de la tubería.

COEFICIENTE DE RUGOSIDAD ESTE COEFICIENTE ES UN PARÁMETRO QUE DETERMINA EL GRADO DE RESISTENCIA,QUE OFRECEN LAS PAREDES Y FONDO DEL CANAL AL FLUJO DEL FLUIDO. PARA PODER DETERMINAR LA RUGOSIDAD EN CANALES DE DIFERENTES SECCIONES Y RECUBRIMIENTOS,USAMOS LA SIGUIENTE ECUACIÓN:

COEFICIENTE DE RUGOSIDAD

SUBDIVISIONES COMO SE MENCIONO ANTERIORMENTE LAS SUBDIVISIONES SON NECESARIAS PARA LA DETERMINACIÓN MAS ADECUADA EN LAS ECUACIONES EN CANALES, DEBIDO A QUE LAS SECCIONES NO SON CONSTANTES (CANALES NATURALES) NI TAMPOCO EL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD.

FLUJO EN CONDUCTOS

CAUDAL EN CONDUCTOS PARA LA DETERMINACIÓN DE CONDUCTOS SE PUEDE DETERMINAR AL IGUAL QUE EN LOS CANALES ABIERTOS, PERO SIEMPRE Y CUANDO LOS FLUJOS NO SEAN LLENOS; CASO CONTRARIO USAMOS LA SIGUIENTE ECUACIÓN:

PROFUNDIDAD EN CONDUCTOS DETERMINACIÓN DE PROFUNDIDAD CRITICA: PARA SECCIONES RECTANGULARES PARA SECCIONES CIRCULARES

ENERGÍA PARA CONDUCTOS LLENOS PARA CONDUCTOS LA ECUACIÓN DE ENERGÍA ES LA MISMA QUE EN CANALES ABIERTOS.

ANÁLISIS DE LÍNEAS DE GRADO HIDRÁULICO

CONSIDERACIONES DE LA LÍNEA DE GRADIENTE LA LINEA HIDRAULICA ES LA LINEA DE ENERGIA ( ENERGIA CINETICA + ENERGIA DE PRESION),ESTA LINEA DEBE CONSIDERARSE,YA QUE EN FLUJOS CERRADOS QUE CONTENGAN ZONAS DE SUPERFICIE LIBRE EL LIQUIDO PUEDE ASCENDER GENERANDO INUNDACIONES.

ATRIBUCIONES DE PERDIDAS DE ENERGÍA LAS MAYORES PÉRDIDAS RESULTAN DE LA FRICCIÓN DENTRO DE LA TUBERÍA. LAS PÉRDIDAS MENORES INCLUYEN AQUELLAS ATRIBUIDAS A UNIONES, SALIDAS, CURVAS EN TUBERÍAS, POZOS, EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN, Y ACCESORIOS TALES COMO VÁLVULAS Y MEDIDORES.

GRACIAS