Clase sobre Calcular Energia Especifica y Cantidad de Movimiento

1. Instituto Universitario Politécnico "Santiago Mariño"
Extensión Barquisimeto
Ingeniería Civil
Energía Especifica y Cantidad de
Movimiento
Asignatura: Mecánica de Fluidos ll
JOSE SANTIAGO GONZALEZ C.I:12933972

2. Energía Específica y Cantidad de Movimiento
La Energía Especifica deriva de la ecuación de Bernoulli, cuando la
distribución de presiones en la sección es hidrostática la carga
piezométrica es constante y la carga de presión y siendo
y el tirante de flujo en el canal
De esta forma la carga hidráulica total en la sección referida al
fondo del canal (tomando z= 0 en el fondo del canal) es lo que se
define como energía especifica (E)
Para canales de pendiente suave, la energía específica resulta:
Cantidad de Movimiento que se dan dentro de un canal
Existen varias situaciones de flujo que pueden presentarse dentro
de un canal y que se pueden predecir con la utilización de cantidad
de movimiento
Para el estudio de los problemas descritos aquí se recurre a la
combinación de la ecuación de transporte de Reynolds con la
ecuación de continuidad. Aplicar las leyes de la termodinámica al
flujo libre conduce a la ecuación de energía; mientras que aplicar el
conjunto de las leyes de movimiento a este flujo, conduce a la
ecuación que describe al delicado equilibrio del flujo uniforme en
canales. La ecuación que permite estudiar el transporte de la
cantidad de movimiento en un volumen de control puede escribirse
como:
.

3. Los sumandos de la izquierda en (1) se calculan en cada sección de
flujo con la función
Esta expresión reúne el empuje específico estático que ejerce el
resto del flujo sobre el volumen de control y el empuje especifico
dinámico en la sección, que es el flujo de cantidad de movimiento a
través de la superficie de control que la delimita
La fuerza total en la sección debida a la presión es: ∫
FORMULA DE MANNING
De todas las fórmulas utilizadas para la determinación del
coeficiente C, la que aparece marcada como fórmula de Manning es
la que más se usa en la práctica, si sustituimos dicha expresión en la
fórmula de Manning, obtenemos para la velocidad la siguiente
expresión:
⁄ ⁄
FORMULA DE CHEZY
Es la primero formula de fricción que se conoce, fue presentada en
1769. La fórmula permite obtener la velocidad media en la sección
de un canal y establece que:
√

4. Dónde:
V= Velocidad media del agua en ⁄
R= Radio Hidráulico
S= La pendiente longitudinal de la solera o fondo del canal en ⁄
C= Coeficiente de Chezy, una de las posibles formulaciones de este
coeficiente se debe a Bazin
FORMULA DE BAZIN
Se utiliza en la determinación de la velocidad media en un canal
abierto y, en consecuencia, permite calcular el caudal utilizando la
fórmula de Chezy
La fórmula matemática es:
√
Dónde:
m: Parámetro que depende la rugosidad de la pared
R: Radio Hidráulico