Flujo Uniforme

1. FLUJO UNIFORME
Canal inka en Pisaq, Peru
Las características del flujo como profundidad y
velocidad son constantes en el espacio (dy/dx = 0,
dv/dx = 0).

2. FLUJO UNIFORME
Desde un punto de vista energético, el flujo uniforme se logra mediante un equilibrio entre la energía
potencial perdida por el fluido a medida que avanza cuesta abajo y la energía que se disipa por los
efectos viscosos (pérdida de carga) asociados con las tensiones cortantes en todo el fluido.

3. APROXIMACIONES AL FLUJO UNIFORME
ℎ! = 𝑓
𝐿
4 𝑅"
𝑉#
2𝑔
⇒ 𝑉 =
8𝑔
𝑓
𝑅"𝑆$
C es conocido como el Coeficiente de Chezy
La formula de Chezy implica que 𝑉 ∝ 𝑅%/# 𝑉 ∝ 𝑆%/#
y
Pero una dependencia m[as realista indica que 𝑽 ∝ 𝑹𝟐/𝟑

4. APROXIMACIÓN DE MANNING
R. Manning en 1889 lleg[o experimentalmente a una aproximación que tiene en cuenta
la dependencia de V con R a la 2/3:
𝑉 =
1
𝑛
𝑅#/)
𝑆%/# Ecuación de Manning
n se conoce como el número de Manning, y no es adimensional.
𝑉 =
1.49
𝑛
𝑅#/)𝑆%/# En unidades BC

5. APROXIMACIÓN DE MANNING
A menudo es difícil obtener valores precisos de n, pero hay valores típicos a los que se
puede recurrir como los de la siguiente tabla.
Estudio detalledo de valosres
de n en:
Chow, Ven Te, (1954)
Hidráulica de Caneles Abiertos

6. LÍMITES DE LAS
APROXIMACIONES AL FLUJO UNIFORME
Dado que el fluido debe adherirse a las superficies sólidas, la distribución real de velocidades en un
canal abierto no es uniforme.
La velocidad máxima a menudo se
encuentra por debajo de la superficie libre
y la velocidad del fluido es cero en el
perímetro mojado.

7. LÍMITES DE LAS
APROXIMACIONES AL FLUJO UNIFORME

8. CAUDAL
ACUEDUCTO ROMANO

9. EJEMPLO
El agua fluye en el canal de sección transversal trapezoidal que se muestra en la figura. El fondo cae 1,4
pies por 1000 pies de longitud. El canal está revestido con hormigón nuevo acabado.
Determinar
a) el caudal
b) el número de Froude para este flujo.
Suponga un flujo uniforme

10. EJERCICIOa
At a particular location, the cross section of the Columbia River is as indicated. If on a day
without wind it takes 5 min to float 0.5 mile along the river, which drops 0.46 ft in that
distance, determine the value of the Manning coefficient, n.

11. EJERCICIOb
Determine the flowrate for the symmetrical channel shown in the figure below if the bottom is smooth concrete
and the sides are weedy. The bottom slope is S = (0.001 + n/1000)
Hint: split the channel in three areas. Remember that the wet perimeter regards just the solid wall.

12. EJERCICIOc
Un tubo de 2 m de diámetro hecho de concreto terminado se encuentra en una pendiente con un cambio
de elevación de 1 m por cada 1000 m de distancia horizontal. Determine el caudal cuando la tubería está
llena una profundidad (r+n/10), siendo r el radio del tubo.

13. EJERCICIOd
El canal cuyas paredes verticales e inclinadas están revestidas de hormigón y la base en ladrillo que se
muestra en la figura está construido sobre una pendiente de 2 m/km. Determine el caudal si la
profundidad es y=1,5+n/10 m.
Brick

14. Ejercicios c y d
El agua fluye en el canal con la geometría de la figura con un caudal de Q = 10,0 m3/s. El revestimiento del
canal está lleno de malezas. Determinar la profundidad del flujo
El agua fluye a lo largo del canal de drenaje y tiene las propiedades que se muestran en la siguiente figura.
La pendiente inferior es S0 = 1 pie/500 pies. Estimar el caudal que fluye bajo esas condiciones