Energia especifica y curva de energia especifica para canales

1. Energía específica.- La energía específica se define como la cantidad de energía por unidad de peso es decir
por kilogramo de agua que fluye a través de la sección del canal, medida con respecto al fondo del canal
2.10
La energía especifica es, pues la suma del tirante y la carga de velocidad. Como está referida al fondo del
canal va a cambiar cada vez que éste ascienda o descienda, en pocas palabras la energía específica depende
del tirante del agua.
La ecuación 2-10 puede también expresarse en función del gasto Q y el área A de la sección transversal, que
es función del tirante d (V=Q/A) y sustituyendo el valor de la velocidad en la ecuación de la energía específica,
se tiene:
……………………… ……………………(2.11)
2.1.2 CURVAS DE ENERGÍA ESPECÍFICA.
Energía específica a gasto constante.
Discusión de la curva E - d
La ecuación de la energía específica a gasto constante puede ser graficada colocando en el eje de abscisas los
valores de la energía específica y en el eje de ordenadas los del tirante d, tal como se ve en la figura 2-3, si se
presenta gráficamente la ecuación de la energía específica en un sistema de coordenadas cartesianas en que
por abscisas se tienen las energías (potencial, velocidad y específica) y por ordenadas los valores de los
tirantes. Si analizamos la expresión
se comprueba que la variación de la energía (E) con respecto al tirante “d” es lineal inclinada a
45° que pasa por el origen, representado por la energía potencial o tirante del agua en el canal (Ep= d),
bisectriz de los ejes coordenados (ver diagrama “a” de la figura 2.3), por otra parte se sabe que el área
aumenta o disminuye con el tirante (d). De acuerdo con la misma expresión;
, se advierte si el tirante (d) tendiera a cero, lo mismo sucedería con el área. Pero la velocidad
media tendería al infinito para satisfacer la ecuación de la continuidad (Q =AV = constante); la energía
cinética será infinitamente grande. Si d tendiera a infinito, el valor del área de la sección del canal tendría la
misma inclinación, mientras que la velocidad y la energía cinética tendieran a cero.
Por lo tanto, haciendo variar el tirante “d” y si el gasto permanece constante, se obtiene la curva de la energía
cinética o carga de velocidad en el canal, ver diagrama “b” de la figura 2.3 y es una curva asíntota de los ejes
de coordenadas e ilustra como varia la energía cinética o carga de velocidad, con la profundidad del agua en el
canal. Si a cada valor del tirante “d”, se le sumaran los valores correspondientes de energía potencial y de
energía cinética, se obtendría la curva de la energía específica (Es) (ver diagrama “c” de la figura 2.3).