Mecánica de Fluidos, Energía y cantidad de movimiento de un fluido en una canal, Ecuaciones de Manning, Chezy y Bazin

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÒN BARINAS
ENERGIA ESPECIFICA Y CANTIDAD DE
MOVIMIENTO
DENTRO DE UN CANAL – MECANICA DE FLUIDOS
Alumna: Gileny Colmenarez
Barquisimeto, Diciembre 2014

2. ENERGIA ESPECIFICA
 La energía específica en la sección de un canal se define como la energía por peso de
agua en cualquier sección de un canal medida con respecto al fondo del mismo.1
 La energía total de una sección de un canal puede expresarse como:
 donde:
 = Energía total por unidad de peso.
 = Energía específica del flujo, o energía medida con respecto al fondo del canal.
 = velocidad del fluido en la sección considerada.
 = presión hidrostática en el fondo o la altura de la lámina de agua.
 = aceleración gravitatoria.
 = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.
 = coeficiente que compensa la diferencia de velocidad de cada una de las líneas de
flujo también conocido como el coeficiente de Coriolis.
 La línea que representa la elevación de la carga total del flujo se llema "línea de energía" .
La pendiente de esta línea se define como el "gradiente de energía".
 De acuerdo al principio de la conservación de la energía, la energía total de una sección (A)
deberá ser igual a la energía total en una sección (B), aguas abajo, más las perdidas de
energía entre las dos secciones (hf), para canales con una pendiente pequeña.

3. CANTIDAD DE MOVIMIENTO EN UN CANAL
(MOMENTUM).
Es una magnitud física fundamental de tipo vectorial que describe el movimiento de un cuerpo
definido como de la masa de un cuerpo y su velocidad.
Sea el flujo estacionario de un fluido incomprensible en un canal abierto, como
muestra la figura.
Aplicando la ecuación de balance de cantidad de movimiento proyectada según
la dirección del flujo, se obtiene como fue presentado en el tema I la siguiente
Ecuación:

4. Calcular los niveles de flujo que pueden darse dentro de un canal
aplicando las ecuaciones de Manning, Chezy y Bazin.
Ecuación de Manning:
Fórmula de Manning
Es una fórmula empirica que rige para el flujo permanente y uniforme,
turbulento, en tuberías y canales. Se obtiene a partir de la fórmula
de Chezy reemplazando:
Rl/6
C = -
n
En unidades métricas se obtiene:
. -$1/2 R2/3
V = n
(n , .. coeficiente de rugosidad de Manning)
0.10)
Se conviene en suponer que n es adimensional por lo que en fórmula
habrá que aceptar la existencia de un coeficiente numérico de valor uno y
unidades m1/ 3/seg.
En efecto:
IVI = (L~/3 T-¡) L2/ 3
Ivl =LT-1 ••• BIEN.