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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERIA




                         Ing°. LUIS VASQUEZ RAMIREZ
I) CANALES
 Conducto de perímetro abierto o cerrado en los
 cuales el agua fluye en contacto con la atmósfera y
 debido a la pendiente topográfica; esto quiere decir
 que el agua fluye impulsada por la presión
 atmosférica y de su propio peso.
I) CANALES

Características de la sección
transversal al flujo
Se considera la sección
transversal, perpendicular a la
dirección del flujo.
Área Transversal: A
Perímetro mojado: Ph
Radio Hidráulico: Rh=A/ Ph
Profundidad, tirante o calado: y
Es la distancia desde el fondo a la
superficie libre
I) CANALES – FORMAS DE SECCION
I) CANALES
- Estados de Flujo:
El flujo puede ser laminar, turbulento o transicional
según el efecto de la viscosidad en relación con la
inercia.                                   V .R h
• Laminar:          si Re < 500       Re 
•Transicional:      si 500<Re < 1000         
•Turbulento:               si Re > 1000
 - Efecto de la Gravedad:
 El efecto de la gravedad sobre el estado de flujo se
 representa por la relación entre las fuerzas inerciales y
 las fuerzas gravitacionales. Esta relación está dada por
 el número de
 Froude, definido como:             V                A
 • Crítico:   si Fr = 1       Fr         , D
 •Subcrítico:         si Fr < 1     g.D             T
 •Supercrítico: si Fr > 1
I) CANALES
          Las variables hidráulicas de interés
 La velocidad en la sección transversal varía de un
 punto a otro de la misma.
I) CANALES
        Ecuaciones fundamentales
 Responden a tres principios:
   •Conservación de la masa
   •Conservación de la energía
   •Conservación de la cantidad de movimiento
I) CANALES

         Elementos geométricos de los canales:
  Los elementos geométricos son propiedades
 de una sección de canal que pueden ser definidos
 por completo por la geometría de la sección y la
 profundidad del flujo. Estos elementos son muy
 importantes y se utilizan con amplitud en el cálculo
 de flujo. Para secciones de canal regulares y
 simples, los elementos geométricos pueden
 expresarse matemáticamente en términos de la
 rofundidad de flujo y de otras dimensiones de la
 sección. La forma mas conocida de la sección
 transversal de un canal es la trapecial, como se
 muestra en la fig
I) CANALES
     Elementos geométricos de los canales:




                                             =Y
      =Z
I) CANALES (Sección Rectangular)
Área (en metros cuadrados)


• Ancho     Superficial   (en
metros)

• Profundidad Hidráulica (en
metros)


• Perímetro    Mojado     (en
metros)


•   Radio    Hidráulico      :
RH=bh/(b+2h)
I) CANALES (Sección Trapezoidal)

 Área (en metros cuadrados)



 Ancho Superficial (en metros)


 Profundidad Hidráulica (en metros)



                                      Radio Hidráulico
 Perímetro Mojado (en metros)
I) CANALES (Sección Circular)
Área    (en        metros
cuadrados)


Ancho Superficial     (en
metros)



Profundidad   Hidráulica
(en metros)



Perímetro   Mojado    (en
metros)



Radio Hidráulico
I) CANALES
   Elementos geométricos de las secciones de canal
I) CANALES
   Líneas de Energía y comparación de flujo entre
             tuberías y canales abiertos
I) CANALES
 Líneas de Energía en canales con flujo UNIFORME

1. La profundidad, el área mojada (A), la velocidad y el
  caudal se presentan constantes en cada sección del
  canal.
Por ejemplo, en un canal rectangular:
2. La Línea de energía, la altura de la superficie del
  agua y el fondo del canal son paralelos y constantes,
  es decir, todas sus pendientes son iguales :
             SE = Sh = So = S.
  SE: es la pendiente de la línea de energía
  Sh: es la pendiente del agua
  So: es la pendiente del fondo del canal
I) CANALES
 Líneas de Energía en canales con flujo UNIFORME

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  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA Ing°. LUIS VASQUEZ RAMIREZ
  • 2. I) CANALES Conducto de perímetro abierto o cerrado en los cuales el agua fluye en contacto con la atmósfera y debido a la pendiente topográfica; esto quiere decir que el agua fluye impulsada por la presión atmosférica y de su propio peso.
  • 3. I) CANALES Características de la sección transversal al flujo Se considera la sección transversal, perpendicular a la dirección del flujo. Área Transversal: A Perímetro mojado: Ph Radio Hidráulico: Rh=A/ Ph Profundidad, tirante o calado: y Es la distancia desde el fondo a la superficie libre
  • 4. I) CANALES – FORMAS DE SECCION
  • 5. I) CANALES - Estados de Flujo: El flujo puede ser laminar, turbulento o transicional según el efecto de la viscosidad en relación con la inercia. V .R h • Laminar: si Re < 500 Re  •Transicional: si 500<Re < 1000  •Turbulento: si Re > 1000 - Efecto de la Gravedad: El efecto de la gravedad sobre el estado de flujo se representa por la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas gravitacionales. Esta relación está dada por el número de Froude, definido como: V A • Crítico: si Fr = 1 Fr  , D •Subcrítico: si Fr < 1 g.D T •Supercrítico: si Fr > 1
  • 6. I) CANALES Las variables hidráulicas de interés La velocidad en la sección transversal varía de un punto a otro de la misma.
  • 7. I) CANALES Ecuaciones fundamentales Responden a tres principios: •Conservación de la masa •Conservación de la energía •Conservación de la cantidad de movimiento
  • 8. I) CANALES Elementos geométricos de los canales: Los elementos geométricos son propiedades de una sección de canal que pueden ser definidos por completo por la geometría de la sección y la profundidad del flujo. Estos elementos son muy importantes y se utilizan con amplitud en el cálculo de flujo. Para secciones de canal regulares y simples, los elementos geométricos pueden expresarse matemáticamente en términos de la rofundidad de flujo y de otras dimensiones de la sección. La forma mas conocida de la sección transversal de un canal es la trapecial, como se muestra en la fig
  • 9. I) CANALES Elementos geométricos de los canales: =Y =Z
  • 10. I) CANALES (Sección Rectangular) Área (en metros cuadrados) • Ancho Superficial (en metros) • Profundidad Hidráulica (en metros) • Perímetro Mojado (en metros) • Radio Hidráulico : RH=bh/(b+2h)
  • 11. I) CANALES (Sección Trapezoidal) Área (en metros cuadrados) Ancho Superficial (en metros) Profundidad Hidráulica (en metros) Radio Hidráulico Perímetro Mojado (en metros)
  • 12. I) CANALES (Sección Circular) Área (en metros cuadrados) Ancho Superficial (en metros) Profundidad Hidráulica (en metros) Perímetro Mojado (en metros) Radio Hidráulico
  • 13. I) CANALES Elementos geométricos de las secciones de canal
  • 14. I) CANALES Líneas de Energía y comparación de flujo entre tuberías y canales abiertos
  • 15. I) CANALES Líneas de Energía en canales con flujo UNIFORME 1. La profundidad, el área mojada (A), la velocidad y el caudal se presentan constantes en cada sección del canal. Por ejemplo, en un canal rectangular: 2. La Línea de energía, la altura de la superficie del agua y el fondo del canal son paralelos y constantes, es decir, todas sus pendientes son iguales : SE = Sh = So = S. SE: es la pendiente de la línea de energía Sh: es la pendiente del agua So: es la pendiente del fondo del canal
  • 16. I) CANALES Líneas de Energía en canales con flujo UNIFORME