FLUJO GRADUALMENTE VARIADO

1. UNIDAD DE APRENDIZAJE 4.
FLUJO GRADUALMENTE VARIADO

2. Datos/Observaciones
Al finalizar la sesión, el estudiante conocerá, de forma general, las
propiedades, partes y características del flujo gradualmente variado.

3. Datos/Observaciones
Logros de la sesión de clase:
Al finalizar la clase el estudiante:
Identifica las ecuaciones para el flujo gradualmente variado.
Describe la diferencia entre secciones transversales del flujo
gradualmente variado

4. Datos/Observaciones
Logros de la sesión de clase.
Resuelve problemas de determinación del flujo
gradualmente variado en una sección rectangular.

5. Flujo gradualmente variado

6. El flujo gradualmente variado constituye una clase especial del flujo
permanente no uniforme, y se caracteriza por una variación
continua del tirante a lo largo del canal.
Para el estudio práctico de este tipo de flujo se suelen adoptar algunas
hipótesis como las siguientes:
➢El flujo es permanente; es decir, las características hidráulicas de flujo
permanecen constantes para el intervalo de tiempo bajo consideración..
➢La perdida de energía más importante es la de fricción.
➢La pendiente del fondo del canal es uniforme y pequeña, de tal manera que el
tirante del flujo es el mismo, cuando la vertical o normal se toma como referencia
al fondo del canal.
➢El canal es prismático, lo que significa que la forma y la alineación del canal son
constantes.

7. • Ecuación Dinámica de FGV
• Cualquiera que sea el método que se va a utilizar, el cálculo de la
curva de remanso se hace a partir de la ecuación dinámica del
Flujo Gradualmente Variado (FGV).
𝑑𝑦
𝑑𝑥
=
𝑆0 − 𝑆𝑒
1 − 𝐹𝑟2
• Donde:
➢ 𝑆0= Pendiente de fondo
➢ 𝑆𝑒= Pendiente de energía
➢ 𝐹𝑟= Numero de Froude

8. • Donde 𝐹𝑟=
𝐹𝑟 =
𝑉
𝑔𝑌ℎ
• Donde 𝑌ℎ :
𝑌ℎ =
𝐴
𝐵
➢ 𝐴= Área de la sección hidráulica.
➢ 𝐵= Ancho de la superficie libre del agua

9. Tipos de perfil
Perfil tipo M: los perfiles en canales con pendientes menores que la
crítica, se denominan perfiles de pendiente suave
Perfil tipo S: los perfiles en canales de pendiente mayor que la
crítica se denominan de pendiente fuerte.
Perfil tipo C: los perfiles en canales con pendiente igual a la
pendiente crítica.
Perfil tipo A: los perfiles en canales con pendiente negativa se
denominan adversos.
Perfil tipo H: los perfiles en canales horizontales.

10. Perfil tipo A o de Pendiente Adversa
➢Es aquella en la cual el líquido trabaja en contra de la
gravedad, ya que el fondo del canal (en comparación con un
plano horizontal) aumenta en el sentido del flujo, es decir la
pendiente es negativa. El tirante normal yn no existe en este
tipo de pendiente por no tener significado físico, lo cual se
observa al sustituir el valor negativo de So en la ecuación.
𝑄 =
1
𝑛
𝐴 × 𝑅 Τ
2
3 × 𝑆 Τ
1
2
Si So es negativo:
→ 𝑆𝑜 = 𝑖𝑚𝑎𝑔𝑖𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜

11. Perfil tipo A o de Pendiente Adversa
➢Los perfiles tipo A no ocurren frecuentemente, pues la
pendiente So negativa es rara. El perfil A1 es imposible, ya
que el valor de yn no es real y los perfiles A2 y A3 son
similares a los perfiles H2 y H3, respectivamente.

13. • Método de Bresse
➢Es una variación al método de Integración
Directa.
➢Puede decirse que es un caso particular de
canales de sección rectangular y muy anchos.
➢Considera el efecto de cambio en la energía
cinética.
➢Usa la formula de Chezy para la velocidad.

14. Formulas
𝑥 =
𝑦𝑛
𝑆0
𝑍 − 𝑦𝑛
1
𝑆0
−
𝐶2
𝑔
𝜃 𝑧 + 𝑐𝑡𝑒
Donde:
x=distancia de una sección considerada, desde un origen arbitrario
𝑦𝑛=tirante normal
Z=
𝑦
𝑦𝑛
= relación entre el tirante de una sección cualquiera y el tirante normal
𝑆0=pendiente del fondo del canal
(z)= función del flujo gradualmente variado de Bresse

16. Conclusiones importantes.
¿Qué aprendimos?

17. ¿Qué es un efecto
flujo gradualmente
variado?
1
¿Qué es un flujo gradualmente variado en un
canal?
2