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S 12.01 Flujo.pdf
- 1. UNIDAD DE APRENDIZAJE4. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
- 2. Datos/Observaciones Al finalizar lasesión, el estudiante conocerá, de forma general, las propiedades, partes y características del flujo gradualmente variado.
- 3. Datos/Observaciones Logros de lasesión 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 lasesión de clase. Resuelve problemas de determinación del flujo gradualmente variado en una sección rectangular.
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- 6. El flujo gradualmentevariado 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 Dinámicade 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 Perfiltipo 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 Ao 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 Ao 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 deBresse ➢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
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- 17. ¿Qué es unefecto flujo gradualmente variado? 1 ¿Qué es un flujo gradualmente variado en un canal? 2