La hidráulica de canales es uno de los objetos de estudio de suma importancia para cuando queremos canalizar los fluidos que se generan y que estos se mantengan en los lugares que deseamos.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Escuela Academico Profesional de Ingenieria Hidráulica
EJERCICIO:
El agua fluye en un canal rectangular con un ancho b1= 3m; transporta un caudal unitario
q= 9m3/s, una profundidad de Y1= 3m, y existe un obstaculo de 0.60m aguas abajo.
1.1- que ancho (b2) se necesita en la expansión para el flujo sea posible.
1.2- presente la curva de energia especifica los resultados del punto (1.1)
datos:
q= 9 m3/s
b1= 3 m
Y1= 3 m
solucion
A) QUE EXPNASION DEBEMOS DE COLOCAR SIMULTANEAMENTE A LO ANCHO PARA QUE
SEA POSIBLE. si: ( b1< b2)
1. vamos analizar la velocidad por la ecuacion de continuidad
V = Q/A donde : A= b*y area en canal rectangular
El caudal por unidad de ancho es:
donde : A= area
Q= caudal
b= base del ancho del canal
Q= q*b y= profundidad
q= caudal unitario
V = velocidad
V= Q/A =q*b/b*y= q/y
q1= v1*y1
V1= 3 m3/s
velocidad antes del obstaculo
= q
INGENIERIA HIDRAULICA II

2. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Escuela Academico Profesional de Ingenieria Hidráulica
2.- calculamos la energia especifica en la entrada del canal antes del obstáculo.
E1= Y1 + donde:
E= Energia especifica
g= 9.81 m2/s
E1= 3+
E1= 3.45872 m
3.- Encontramos la profundidad critica ( Yc), calculnado las condiciones antes del obstaculo (S1).
Yc = Yc= 2.02118161 m
4.- Analizamos lo que pasa en la seccion (S2).
Igualando las energias E1= E2+ Δz
E2= E1 - 0.60
E2= 2.85872 m
5.- profundidad aguas arriba , dado que
Y1=3m > Yc= 2.02 m
entonces:
En la seccion (S1) aguas arriba el flujo es SUBCRITICO.
6.- La relacion entre la energia y la profundidad para una condicion critica en un canal
rectangular , con el fin de poder obtener a partir de la profundidad critica una energia minima
que nos permita hallar ese ancho requerido para que el agua pueda pasar por el canal ,
para que ese flujo sea posible.
Entonces la relacion entre la profundidad(Y) y energia (ɛ) para la profundidad critica en canal
rectangular.
Em= yc+
Em= yc+
Em= yc+
Em= 3/2 yc
Em= 3.03177241 m
Energia minima
2
2 2
81
2 9.81 ∗ 9
/
2 ∗
∗ 2 ∗
2
INGENIERIA HIDRAULICA II

3. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Escuela Academico Profesional de Ingenieria Hidráulica
7.- calculamos el Δ max.
Δ max= E1 - Emin
Δ max= 0.42694759 m
entonces: Δ max= 0.426 < Δz = 0.60 original
Analizando que la altura del Δz producida, es menor que la que la altura que el escalon dado.
Debido a es menor entonces, nosotros necesitamos un caudal menor que pase por ese obstáculo
para poder producir una altura mayor del escalon del 0.43 que tenemos.
8.- Deacuerdo a la relacion de energia y profundidad podemos decir.
Y2= 2/3 *E2
Y2 = Y2C= 2/3 E2
Y2C = 1.90581333 m
9.- Calculamos el caudal unitario (2) aguas abajo, cal culado en la seccion (S2).
q2=
q2= 8.24052811 m3/s
10.- Calculamos el ancho para que el flujo sea posible.
q1*b1 = q2* b2
b2= 3.27648904 m
En conclusion:
Tenemos que tener un menor caudal para que ese flujo sea posible.
∗ ^3
INGENIERIA HIDRAULICA II

4. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Escuela Academico Profesional de Ingenieria Hidráulica
B) EXPLICANDO GRAFICAMENTE, LA CURVA DE ENERGIA ESPECIFICA.
Energia (ɛ)
Concluimos lo siguiente:
Nesitamos un caudal menor para q sea posible este
flujo.
Profundidad
(
Y)
Δz = E1 - E2
Δz = 3.46-2.86
ΔZ max= 0.6m
q1= 9m3/s
q2= 8.26m3/s
3m
2.02
E1= 3.46
E2=
Emin= 3.03
1.91
yc
Yc2
ΔZ max= 0.6m
INGENIERIA HIDRAULICA II