hidraulica de canales abiertos

1. Análisis De La Curva M-D.
Para un gasto dado, la función “M” es únicamente del tirante, de manera similar a la
energía específica. Su representación geométrica en un plano M-d, consiste en una curva
similar a la de E-d con la única diferencia que tiene asíntota exclusivamente en la rama
inferior. Para un valor dado de la función “M”, la curva tiene dos posibles tirantes d1 y d2
que reciben el nombre de “conjugado menor y mayor” y que, de acuerdo con la ecuación
para canales trapeciales: [HIDRAULICA II, PEDRO RODRIGUEZ RUIZ].
(M1= M2) corresponde a los tirantes antes y después del salto.
Figura 3.4. Curvas de momentum y energía específica para un salto hidráulico.
[HIDRAULICA II, PEDRO RODRIGUEZ RUIZ].
Figura 3.5. Características del salto hidráulico, se aprecia el diagrama de Fuerza específica.
[HIDRAULICA II, PEDRO RODRIGUEZ RUIZ].

2. El punto C de la figura 3.4b corresponde al mínimo de momentum y sus condiciones se
pueden obtener del criterio de la primera derivada de “M” como sigue:
A un cambio “dd” en el tirante corresponde un cambio d (zg*A) en el momento estático
del área hidráulica respecto a la superficie libre el cual es:
Despreciando diferenciales de orden superior (dd)2=0 el cambio en el momento estático es:
d(zgA)=Add y la ecuación anterior resulta:
Siendo: , la ecuación anterior se simplifica como sigue:
Que es la condición de estado crítico. Esto significa que, para un gasto dado, el
momentum mínimo corresponde también al tirante crítico y, por ello, al estado crítico. El
tirante conjugado menor debe corresponder a régimen supercrítico y el mayor a subcrítico.
Al referir los tirantes conjugados d1 y d2 (antes y después del salto) a la curva de la energía
específica. En la figura 3.4c se observa que corresponden a energía específica E1 y E2
distintas, cuya diferencia ΔE es la pérdida de energía interna debida a las turbulencias
propias del salto hidráulico. [HIDRAULICA II, PEDRO RODRIGUEZ RUIZ].

3. La discusión anterior permite llegar a las siguientes conclusiones:
[HIDRAULICA II, PEDRO RODRIGUEZ RUIZ].
 1. El cambio de régimen supercrítico a subcrítico se produce de manera violenta
(únicamente a través del salto hidráulico), con pérdida apreciable de energía. El
cambio de supercrítico a subcrítico si es posible de manera gradual (sin salto) y sin
pérdida apreciable de energía.
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 2. Para estudiar el fenómeno se requiere aplicar la ecuación de la cantidad de
movimiento debido a que en principio se desconoce la perdida de energía en el
salto.
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 3. De la aplicación de la cantidad de movimiento se concluye que el fenómeno se
produce únicamente cuando se iguala el momentum en las secciones antes y
después del salto.
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 4. Para un gasto dado, si el conjugado mayor d2 (aguas arriba del salto) aumenta, el
conjugado menor d1 (aguas abajo), disminuye.