Flujo en canales abiertos uniforme complemento
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La energía específica en un canal abierto depende de la profundidad y de la velocidad del flujo. La profundidad crítica es aquella en la que la energía específica es mínima y el número de Froude es igual a 1, indicando flujo crítico. Si el número de Froude es mayor que 1 es flujo supercrítico y si es menor que 1 es flujo subcrítico. El caudal unitario máximo en un canal depende de la energía específica y de la profundidad crítica.
Flujo en canales abiertos uniforme complemento
- 1. Flujo en canales abiertos. Parte 2
- 2. ENERGIA ESPECIFICA • La energía específica (E) se define como la energía por unidad de peso (m kg/kg) con relación al fondo del canal, o sea, E = profundidad + altura de velocidad = y + V2/2g • En función del caudal q por unidad de anchura b del canal (o sea, q = Q/b), 𝐸 = 𝑦 + 1 2𝑔 𝑞 𝑦 2 o 𝑞 = 2𝑔 𝑦2 𝐸 − 𝑦3 Para un flujo uniforme, la energía específica permanece constante de una sección a otra. Para un flujo no uniforme, la energía específica a lo largo del canal puede aumentar o disminuir
- 3. PROFUNDIDAD CRÍTICA (𝑦𝑐) • Es aquella, que para un caudal constante q en un canal rectangular, para la cual la energía específica es mínima. 𝑦𝑐 = 𝑞2 𝑔 3 = 2 3 𝐸𝑐 = 𝑣 𝑐 2 𝑔 La expresión puede transformarse en: 𝑣𝑐 = 𝑔𝑦𝑐 o 𝑣 𝑐 𝑔𝑦 𝑐 = 1 para flujo crítico
- 4. PROFUNDIDAD CRÍTICA (𝑦𝑐) • Por consiguiente, si el número de Froude 𝑁𝐹 = 𝑉𝑐 𝑔𝑦 𝑐 = 1, existe el flujo crítico. • si NF>1, hay flujo supercrítico (flujo rápido) y/yc<1 • Si NF<1, el flujo es subcrítico (flujo tranquilo) y/yc>1
- 5. CAUDAL UNITARIO MÁXIMO • El caudal unitario máximo qmax en un canal rectangular, para energía específica dada E es: 𝑞 𝑚𝑎𝑥 = 𝑔𝑦𝑐 3 = 𝑔 2 3 𝐸 3 • En canales no rectangulares y para flujo crítico 𝑄2 𝑔 = 𝐴 𝑐 3 𝑏′ o 𝑄2 𝑏′ 𝑔𝐴 𝑐 3 = 1 Donde b’ es la anchura de la superficie del agua 𝑉𝑐 = 𝑔𝐴 𝑐 𝑏′ = 𝑔𝑦 𝑚