mecanica de fluidos II

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
SANTIAGO MARIÑO
EXTENSION CARACAS
INGENIERIA CIVIL
MECANICA DE LOS FLUIDOS II
LA ENERGÍA ESPECÍFICA Y CANTIDAD DE
MOVIMIENTO QUE SE DAN DENTRO DE UN
CANAL
ALUMNO:
YASNIER JIMENEZ
ENERO DEL 2016

2. 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 y la energía
total de una sección de un canal
puede expresarse como:
H = Energía total por unidad de peso.
E = Energía específica del flujo, o energía medida con respecto al
fondo del canal.
V = velocidad del fluido en la sección considerada.
y = presión hidrostática en el fondo o la altura de la lámina de agua.
g = aceleración gravitatoria.
z = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.
alpha = 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 llama "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. TIPOS DE FLUJO EN UN CANAL FLUJO PERMANENTE Un flujo permanente es aquel en el
que las propiedades fluidas permanecen constantes en el tiempo, aunque pueden no ser
constantes en el espacio. Las características del flujo, como son: Velocidad (V), Caudal
(Q), y Calado (h), son independientes del tiempo, si bien pueden variar a lo largo del
canal, siendo x la abscisa de una sección genérica, se tiene que:
V = fv(x) ; Q = fq(x) ; h = fh(x)
FLUJO TRANSITORIO O NO PERMANENTE Un flujo transitorio presenta cambios en sus
características a lo largo del tiempo para el cual se analiza el comportamiento del
canal. Las características del flujo son función del tiempo; en este caso se tiene que:
V = fv(x, t) ; Q = fq(x, t) ; h = fh(x, t)
Las situaciones de transitoriedad se pueden dar tanto en el flujo subcrítico como en el
supercrítico.

4. FLUJO UNIFORME
Es el flujo que se da en un canal recto, con sección y pendiente constante, a una distancia
considerable (20 a 30 veces la profundidad del agua en el canal) de un punto singular, es
decir un punto donde hay una mudanza de sección transversal ya sea de forma o de
rugosidad, un cambio de pendiente o una variación en el caudal. En el tramo considerado,
se las funciones arriba mencionadas asumen la forma:
V = fv(x) = Constante
Q = fq(x) = Constante
h = fh(x) = Constante
FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
El flujo es variado: si la profundidad de flujo cambia a lo largo del canal. El flujo variado
puede ser permanente o no permanente. Debido a que el flujo uniforme no permanente es
poco frecuente, el término “flujo no permanente” se utilizará de aquí para adelante para
designar exclusivamente el flujo variado no permanente.

5. Flujo Crítico Cuando Froude vale uno o cuando la velocidad es igual que la raíz
cuadrada de la gravedad por la profundidad.
Flujo subcrítico
En el caso de flujo subcrítico, también denominado flujo lento, el
nivel efectivo del agua en una sección determinada está condicionado al nivel
de la sección aguas abajo.
Flujo supercrítico
En el caso de flujo supercrítico, también denominado flujo veloz, el
nivel del agua efectivo en una sección determinada está condicionado a la
condición de contorno situada aguas arriba.

6. Las fórmulas para el flujo permanente y uniforme turbulento, en tuberías y
canales son las siguientes:
La fórmula de Chézy, desarrollada por el ingeniero francés Antoine de Chézy,
conocido internacionalmente por su contribución a la hidráulica de los canales
abiertos, es la primera fórmula de fricción que se conoce. Fue presentada en
1769.
La fórmula permite obtener la velocidad media en la sección de un canal y
establece que: V = c√r.s
donde:
V= velocidad media del agua en m/s
r= radio hidráulico
s= la pendiente longitudinal de la solera o fondo del canal en m/m
c= coeficiente de Chézy.
Una de las posibles formulaciones de este coeficiente se debe a Bazin.

7. La fórmula de Manning es una evolución de la formula de Chézy para el cálculo
de la velocidad del agua en canales abierto y tuberías, propuesta por el
ingeniero irlandés Robert Manning, en 1889:
Siendo S la pendiente en tanto por 1 del canal. Para algunos, es una expresión
del denominado coeficiente de Chézy utilizado en la formula de Chézy

8. Se conoce como fórmula de Bazin o expresión de Bazin, en honor de Henri
Bazin, a la definición, mediante ensayos de laboratorio, que permite
determinar el coeficiente o coeficiente de Chézy que se utiliza en la
determinación de la velocidad media en un canal abierto y, en consecuencia,
permite calcular el caudal utilizando la fórmula de Chézy. La formulación
matemática es:
donde:
m = parámetro que depende de la rugosidad de la pared
R = radio hidráulico