Practica 4

1. UNIVERSIDAD NACIONAL
AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
ARAGÓN
Ingeniería Civil
HIDRAÚLICA DE CANALES
Practica 4:
SALTO HIDRAÚLICO
Alumnos:
Camacho Maldonado Diego Alberto
Díaz González Fernando
Franco González Leonardo Gabriel
García Lara Edwin Gabriel
García Ruiz Ramón Alejandro
González Estrada Sergio
Mendoza Ángeles Ángel
Rodríguez Martínez Christian
Sánchez Sánchez Cristian Alejandro
Sosa Sánchez Rigoberto Celedonio
Profesora:
ZARATE MORALES MARIDEL
Grupo:
1501
FES Aragón

2. OBJETIVO:
Observar y analizar el fenómeno de salto hidráulico en un canal de sección rectangular.
INTRODUCCIÓN:
El salto hidráulico es el ascenso brusco del nivel del agua que se presenta en un canal
abierto a consecuencia del retardo que sufre una corriente de agua que fluye a elevada
velocidad. Este fenómeno presenta un estado de fuerzas en equilibrio, en el que tiene lugar un
cambio violento del régimen de flujo, de supercrítico a subcrítico. Este involucra una pérdida de
energía relativamente grande mediante disipación en el cuerpo turbulento de agua dentro del
salto.
En consecuencia, el contenido de energía en el flujo después del salto es apreciablemente
menor que el de antes del mismo. La profundidad antes del salto es siempre menor que la
profundidad después del salto. La profundidad antes del salto se conoce como
PROFUNDIDAD INICIAL y1, y después del salto se conoce como PROFUNDIDAD
SECUENTE y2. Entonces, la energía específica E1 correspondiente a la profundidad inicial y1
es mayor que la energía específica E2 correspondiente a la profundidad secuente y2 en una
cantidad igual a la pérdida de
energía ∆
Tipos de salto hidráulico
Los saltos hidráulicos se pueden clasificar, de acuerdo con el U.S. Bureau of Reclamation, de
la siguiente forma, en función del número de Froude del flujo aguas arriba del salto (los límites
indicados no marcan cortes nítidos, sino que se sobrelapan en una cierta extensión
dependiendo de las condiciones locales):
 Para F1 = 1.0: El flujo es crítico, y de aquí no se forma ningún salto.
 Para F1 > 1.0 y < 1.7: La superficie del agua muestra ondulaciones, y el salto es llamado
salto ondular.

3.  Para F1 > 1.7 y < 2.5: Tenemos un salto débil. Este se caracteriza por la formación de
pequeños rollos a lo largo del salto, la superficie aguas abajo del salto es lisa. La pérdida
de energía es baja.
 Para F1 > 2.5 y < 4.5: Se produce un salto oscilante. Se produce un chorro oscilante
entrando al salto del fondo a la superficie una y otra vez sin periodicidad. Cada oscilación
produce una gran onda de período irregular, la cual comúnmente puede viajar por varios
kilómetros causando daños aguas abajo en bancos de tierra y márgenes.
 Para F1 > 4.5 y < 9.0 : Se produce un salto llamado salto permanente: la extremidad
aguas abajo del rollo de la superficie y el punto en el cual el chorro de alta velocidad tiende
a dejar el flujo ocurre prácticamente en la misma sección vertical. El salto está bien
balanceado y el rendimiento en la disipaciónde energía es el mejor, variando entre el 45 y
el 70%.
 Para F1 = 9.0 o mayor: Se produce el llamado salto fuerte: el chorro de alta velocidad
agarra golpes intermitentes de agua rodando hacia abajo, generando ondas aguas abajo, y
puede prevalecer una superficie áspera. La efectividad del salto puede llegar al 85%.
Características básicas del salto hidráulico
Las principales características de los saltos hidráulicos en canales rectangulares horizontales
son:
Pérdida de energía: La pérdida de energía en el salto es igual a la diferencia en energía
específica4 antes y después del salto. Se puede mostrar que la pérdida es:
La relación se conoce como pérdida relativa.
Eficiencia: La relación de la energía específica después del salto a aquella antes del salto se
define como eficiencia del salto. Se puede mostrar que la eficiencia del salto es:

4. MATERIAL Y EQUIPO:
1. Canal de flujo universal
2. Cimacio o compuerta
3. Flexómetro
4. Franela
5. Limnímetro
6. Llave hexagonal
7. 2 Tornillos de rondana
PROCEDIMIENTO DE LABORATORIO:
1. Colocar el cimacio al centro del canal y proponer una pendiente de trabajo constante.
2. Abrir la valvula de la compuerta, para estabilizar un gasto y medir ∆H.
3. Medir y registrar el ancho de plantilla.
4. Mediante el auxilio de la compuerta generar un salto hidráulico normal, ahogado y
barrido; además de registrar las lecturas de 4 tirantes y la longitud de salto.
MEMORIADE CÁLCULO:
SALTO NORMAL SALTO BARRIDO SALTO AHOGADO
Q 1.6
m3
s
1.6
m3
s
1.6
m3
s
Yn 1.61 mm 1.61 mm 1.61 mm
Yc 1.51 mm 1.51 mm 1.51 mm
Y1 53 mm 13 mm 48 mm
Y2 72 mm 27 mm 52 mm
Y’n 73 mm 30 mm 72 mm
L 26 cm 71 cm 6 cm
 S = 0

5.  Calculando del gasto (Q):
𝑄 = 7.124√∆𝐻 = 7.124√0.5 = 5.04 𝑙𝑡
𝑠⁄
𝑄 = 5.04 𝑙𝑡
𝑠⁄ = 0.00504
m3
s
∴ 𝑸 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟓𝟎𝟒
𝐦 𝟑
𝐬
Calculando tirante crítico (Yc):
𝑌𝑐 = √
𝑄2
𝑏2 𝑔
3
= √
(0.00504
𝑚3
𝑠
)
2
(0.20 𝑚)2 (9.81
𝑚
𝑠2)
3
= 0.0401 𝑚 = 4.02 𝑐𝑚 ∴ 𝒀 𝒄 = 𝟎. 𝟎𝟒𝟎𝟏 𝒎
Calculando velocidad (V):
𝑉 =
𝑄
𝐴
=
0.00504
𝑚3
𝑠
(0.20 𝑚)( 0.0401 𝑚)
= 0.628
𝑚
𝑠
∴ 𝑽 = 𝟎. 𝟔𝟐𝟖
𝒎
𝒔
Determinación de (Fr):
𝐹𝑟 =
𝑉
√ 𝑔𝑌
=
0.628
𝑚
𝑠
√(9.81
𝑚
𝑠2)(0.0401 𝑚)
= 1.001 ∴ 𝑭𝒓 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟏
Encontrar (E):
𝐸 = 𝑌 +
𝑣2
2𝑔
= 0.0401 𝑚 +
(0.628
𝑚
𝑠
)
2
2(9.81
𝑚
𝑠2)
= 0.0602 𝑚 ∴ 𝐄 = 𝟎. 𝟎𝟔𝟎𝟐 𝐦
Calculando el Momentum o Fuerza Especifica (M):
𝑀 =
𝑄2
𝑔𝐴
+ 𝑍 𝐺 𝐴
𝑀 =
(0.00504
𝑚3
𝑠
)
2
(9.81
𝑚
𝑠2)(0.20 𝑚∗0.0401 𝑚)
+ 0.02005𝑚(0.20 𝑚 ∗ 0.0401 𝑚) = 0.000484𝑚3
∴ 𝑴 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟖𝟒 𝒎 𝟑

6. Tomando como base Y1 (conjugado menor), determinar Y2 (conjugado mayor), así como
calcular los parámetros más importantes del salto hidráulico para cada caso:
 PARA SALTO NORMAL:
→ 𝑌2 =
𝑌1
2
(√1 + 8𝐹𝑟1
2 − 1) =
0.053 𝑚
2
(√1 + 8(1.001)2 − 1) = 0.053 𝑚 ∴ 𝒀 𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟓𝟑 𝒎
→ 𝑣 =
𝑄
𝐴
=
0.00504
𝑚3
𝑠
(0.20 𝑚)(0.053 𝑚)
= 0.4754
𝑚
𝑠
∴ 𝒗 = 0.4754
m
s
→ 𝐹𝑟2 =
𝑉
√ 𝑔𝑌
=
0.4754
𝑚
𝑠
√(9.81
𝑚
𝑠2
)(0.053 𝑚)
= 0.6593 ∴ 𝑭 𝒓 𝟐 = 0.6593
→ 𝐸 = 𝑌 +
𝑣2
2𝑔
= 0.053 𝑚 +
(0.4754
𝑚
𝑠
)
2
2(9.81
𝑚
𝑠2)
= 0.0645 𝑚 ∴ 𝑬 = 0.0645 m
→ 𝑀 =
(0.00504
𝑚3
𝑠 )
2
(9.81
𝑚
𝑠2)(0.20 𝑚 ∗ 0.053 𝑚)
+ 0.0235𝑚(0.20 𝑚 ∗ 0.053 𝑚) = 0.000493𝑚3
→ 𝑴𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟗𝟑 𝒎 𝟑
→ 𝑴𝟏 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟖𝟒 𝒎 𝟑
𝑴𝟏 ≠ 𝑴𝟐
𝑛 =
0.0645 𝑚−0.0602 𝑚
0.0645 𝑚
= 0.0667 ∴ 𝒏 = 0.0667
𝑃𝑜𝑡 =
(1000
𝐾𝑔
𝑚3 ) (0.00504
𝑚3
𝑠
) (0.0043 𝑚)
(0.0667)(76)
= 0.00427 𝐻𝑃
Pot = 0.00427 HP

7.  PARA SALTO BARRIDO:
→ 𝑌2 =
𝑌1
2
(√1 + 8𝐹𝑟1
2 − 1) =
0.013 𝑚
2
(√1 + 8(1.001)2 − 1) = 0.013 𝑚 ∴ 𝒀 𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟑 𝒎
→ 𝑣 =
𝑄
𝐴
=
0.00504
𝑚3
𝑠
(0.20 𝑚)(0.013 𝑚)
= 1.9384
𝑚
𝑠
∴ 𝒗 = 1.9384
m
s
→ 𝐹𝑟2 =
𝑉
√ 𝑔𝑌
=
1.9384
𝑚
𝑠
√(9.81
𝑚
𝑠2
)(0.013 𝑚)
= 5.4280 ∴ 𝑭 𝒓 𝟐 = 5.4280
→ 𝐸 = 𝑌 +
𝑣2
2𝑔
= 0.013 𝑚 +
(1.9384
𝑚
𝑠
)
2
2(9.81
𝑚
𝑠2)
= 0.2045 𝑚 ∴ 𝑬 = 0.2045 m
→ 𝑀2 =
(0.00504
𝑚3
𝑠
)
2
(9.81
𝑚
𝑠2)(0.20 𝑚 ∗ 0.013 𝑚)
+ 0.0105𝑚(0.20 𝑚 ∗ 0.013 𝑚) = 0.00102𝑚3
→ 𝑴𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟏𝟎𝟐 𝒎 𝟑
→ 𝑴𝟏 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟖𝟒 𝒎 𝟑
𝑴𝟏 ≠ 𝑴𝟐
𝑛 =
0.2045 𝑚−0.0602 𝑚
0.2045 𝑚
= 0.7056 ∴ 𝒏 = 0.7056
𝑃𝑜𝑡 =
(1000
𝐾𝑔
𝑚3 ) (0.00504
𝑚3
𝑠
) (0.1443 𝑚)
(0.7056)(76)
= 0.01356 𝐻𝑃
Pot = 0.01356 HP

8.  PARA SALTO AHOGADO:
→ 𝑌2 =
𝑌1
2
(√1 + 8𝐹𝑟1
2 − 1) =
0.048 𝑚
2
(√1 + 8(1.001)2 − 1) = 0.048 𝑚 ∴ 𝒀 𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟒𝟖 𝒎
→ 𝑣 =
𝑄
𝐴
=
0.00504
𝑚3
𝑠
(0.20 𝑚)(0.048 𝑚)
= 0.525
𝑚
𝑠
∴ 𝒗 = 0.525
m
s
→ 𝐹𝑟2 =
𝑉
√ 𝑔𝑌
=
0.525
𝑚
𝑠
√(9.81
𝑚
𝑠2
)(0.048 𝑚)
= 0.7651 ∴ 𝑭 𝒓 𝟐 = 0.7651
→ 𝐸 = 𝑌 +
𝑣2
2𝑔
= 0.048 𝑚 +
(0.525
𝑚
𝑠
)
2
2(9.81
𝑚
𝑠2)
= 0.0620 𝑚 ∴ 𝑬 = 0.0620 m
→ 𝑀 =
(0.00504
𝑚3
𝑠
)
2
(9.81
𝑚
𝑠2)(0.20 𝑚 ∗ 0.048 𝑚)
+ 0.02755𝑚(0.20 𝑚 ∗ 0.048 𝑚) = 0.000534𝑚3
→ 𝑴𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟓𝟑𝟒 𝒎 𝟑
→ 𝑴𝟏 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟖𝟒 𝒎 𝟑
𝑴𝟏 ≠ 𝑴𝟐
𝑛 =
0.0620 𝑚−0.0602 𝑚
0.0620 𝑚
= 0.0290 ∴ 𝒏 = 0.0290
𝑃𝑜𝑡 =
(1000
𝐾𝑔
𝑚3 ) (0.00504
𝑚3
𝑠
) (0.0018 𝑚)
(0.0290)(76)
= 0.00411 𝐻𝑃
Pot = 0.00411 HP

9. Cuestionario
1. ¿Es posible cambiar de régimen supercrítico a subcritico con ausencia del salto hidráulico, y
porque?
Si, es posible llegar a cambiar un régimen, pues el salto hidráulico, influye con los distintos
tirantes, en el número de Froude a la hora del cálculo de los mismos tirantes, siendo parte
fundamental en los regímenes.
2. ¿Qué importancia tiene la pendiente aguas abajo del salto, y qué relación tiene con el conjugado
mayor Y2?
Es de suma importancia, pues con una mayor pendiente se tiene un mayor salto, siendo así
como el Y2 incrementa.
3. ¿Qué factor es el que más influye en la longitud del salto?
El gasto con el que llega el agua, hacia el cimacio.
4. ¿Influye la rugosidad en el salto hidráulico?
Si, la rugosidad influye, pues dependiendo del material es cómo se comporta el agua, puede
que sea liso y tenga mayor velocidad, o sea rugoso y tenga más obstáculos.
5. ¿Cuál es la principal aplicación del salto hidráulico?
 La disipación de energía en flujos sobre diques, vertederos, presas y otras estructuras
hidráulicas y prevenir de esta manera la socavación aguas debajo de las estructuras.
 El mantenimiento de altos niveles de aguas en canales que se utilizan para propósitos de
distribución de agua.
 Incrementos del gasto descargado por una compuerta deslizante al rechazar el retroceso del
agua contra la compuerta, esto aumenta la carga efectiva y con ella la descarga.
 La reducción de la elevada presión bajo las estructuras mediante la elevación del tirante del

10.  Recuperar altura o aumentar el nivel del agua en el lado de aguas debajo de una canaleta de
medición y mantener un nivel alto del agua en el canal de irrigación o de cualquier estructura
para distribución de aguas.
6. ¿Qué influencia tiene el salto hidráulico en el número de Froude cercano a la unidad?
Él numero de Froude V2/gl, multiplicando y dividiendo por rA, da la relación de la fuerza
dinámica (o fuerza de inercia) al peso. En los movimientos con superficie libre de liquido, la
naturaleza del movimiento (rápido o tranquilo) depende de si el numero de Froude es mayor o
menor que la unidad. Es útil en los cálculos del resalto hidráulico, en el diseño de estructuras
hidráulicas y en el diseño de barcos.
El número de Froude es un parámetro importante, siempre que la gravedad sea un factor de
influencia en el movimiento de un fluido.
CONCLUSIONES
En esta practica Pudimos observar como en los distintos tipos de saltos, se tienen diferencias
en el numero de Froude así como en la velocidad, conociendo así los distintos tipos de saltos
que existen, y con los que nos encontraremos en la vida laboral, ya que esto es sumamente
importante en una obra hidráulica.
CIBERGRAFIA:
 http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/libre/Funcion_fuerza_especifica_en_canales.p
df
 http://www.buenastareas.com/ensayos/Salto-Hidraulico/1149175.html