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5/20/2018 Caracteristicas y Clasificacin de Los Perfiles de
Flujo
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CARACTERISTIC
CLASIFICACIN DEPERFILES DE F
HIDRULICA D
Profesor: Jorge Antonio Rodrguez Martnez.Carrera:Ingeniera Civil
5 Semestre.Alumnos:Muoz Gonzlez Luis Antonio.
Muoz Herrera Jos Paz.
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ASPECTOS GENERALES DEL FLUJOGRADUALMENTE VARIADO.
EL FLUJO UNIFORME SE CARACTERIZA POR TENER UNA VELOCIDAD CONSTA
LO LARGO DEL CANAL, LO CUAL SOLO SE LOGRA UNICAMENTE AL TENERSECCIN
Y TIRANTE CONSTANTES.
CUALQUIER OTRO FLUJO QUE NO CUMPLA CON ESTO SE CONVIERTE EN
VA
DENTRO DE UN TRAMO DE UN CANAL O EN TODA SU LONGITUD, Y SE
PUEPRODUCIR EN UNO O VARIOS TRAMOS ANTES O DESPUS DEL UNIFORMESE
DEBE A CAMBIOS EN LA RUGOSIDAD, PENDIENTE, DIMENSIONES DE LASECCIN,
COMPUERTAS O VERTEDORES.
EL FLUJO GRADUALMENTE VARIADO SE PRODUCE EN UN CANAL DE GASTESTA
RELACIONADO EN GRAN MEDIDA CON LA PERDIDA DE FRICCIN.
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BASES PARA LA CLASIFICACIN DE LOSPERFILES DE FLUJO.
El perfil que adopta la superficie libre del agua en
cualquiercondicin de flujo en un canal se conoce como perfil del
flujo operfil hidrulico.
La clasificacin de los perfiles del flujo variado est basada en
lapendiente del canal y la zona en que se aloja el perfil.
La forma que adopta el perfil del flujo est directamenteasociada
con la pendiente de la plantilla s0y con los valores; deSfy F
2.
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ZONA EN QUE SE ALEJA EL PERFIL
Cualquiera que sea la pendiente, el gasto y la seccin del canal,
las lneas qindican la altura del tirante normal y del crtico
respecto de la plantilla,dividen al espacio en que puede
desarrollarse el perfil del flujo en tres zonallamadas:
Zona 1. El espacio arriba de la lnea superior.
Zona 2. El espacio entre las dos lneas.
Zona 3. El espacio abajo de la lnea inferior.
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CONSIDERACIONES
La pendiente de la plantilla, s0es positiva si desciende en la
direccin del flujnegativa si asciende y cero si es horizontal.
Sabemos que la ecuacin del flujo gradualmente variado es:
Tambin que la ecuacin de Manning, la pendiente de friccin
es:
Y que la formula del nmero es Froude:
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Para identificar la forma cualitativa que adopta el perfil del
flujo es necesario considerar losignos del numerador y denominador
de la ecuacin:
Y de stos el de dy/dx, a fin de conocer el incremento o
decremento dey en la direccin d
flujo.
> 0, el perfil de la superficie libre diverge de la
plantilla.
= 0, el perfil de la superficie libre es paralelo a la
plantilla.
< 0, el perfil de la superficie libre converge con la
plantilla.
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Un flujo uniforme de tirante ynse puede establecer slo sobre una
pen
positiva, por lo que dicha pendiente y los perfiles del flujo
resultantes sdesignan como:
Subcrtica si yn> yc; perfiles tipo M.
Crtica si y = yc; perfiles tipo C.
Supercrtica si yn< yc; perfiles tipo S.
PEDIENTES POSITIVAS
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CARACTERISTICAS DEL PERFIL TIPO MLa presencia de estructuras de
control, como vertedores y compuertas, u otros accidentnaturales
como estrechamientos y curvas, sobreelevan la superficie del agua
en un canalro y se produce un perfil del tipo MI que puede
extenderse varios kilmetros hacia aguaarriba, donde es asinttico al
perfil en flujo uniforme. El perfil M2 ocurre cuando el tiran
disminuye, por ejemplo, antes de un cambio de pendiente
subcrtica a supercrtica, de uestrechamiento de la seccin o en la
proximidad de una cada. El perfil M3 se encuentaguas abajo de un
cambio de pendiente de supercrtica a subcrtica, o despus de
descarga de una compuerta y su longitud est regida por las
condiciones de aguas abajo, yque termina normalmente en un salto
hidrulico. Los perfiles M2 y M3 son ms cortos ecomparacin con el
M1.
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CARACTERISTICAS DEL PERFIL TIPO S
El perfil S1 se produce antes de una estructura de control, como
una presa o una compusituada en un canal de gran pendiente.
Principia despus de un salto hidrulico y termila obstruccin. El
perfil S2 es generalmente muy corto y es comn en la entrada de un
c
de gran pendiente o despus de un cambio de pendiente subcrtica a
supercrtica. El pese produce aguas abajo de una compuerta en un
canal de gran pendiente, o aguas abajsu interseccin con otro de
menor pendiente.
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CARACTERISTICAS DEL PERFIL TIPO C
Como los tirantes normal y crtico coinciden, hay slo dos
perfiles. Estos sonaproximadamente horizontales y la inestabilidad
propia del estado crtico semanifiesta en la forma de una ondulacin
superficial apreciable.
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CARACTERISTICAS DEL PERFIL TIPO H
El tirante normal es infinito y se forman slo los perfiles H2 y
H3. El perfil H2 se despus de que un canal de pendiente subcrtica
cambia a horizontal. El perfil H3
despus de una compuerta o de un cambio de pendiente supercrtica
a horizontal.
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CARACTERISTICAS DEL PERFIL TIPO A
La pendiente negativa en un canal es poco comn. El tirante
normal no existe y perfiles que se forman tienen las mismas
tendencias que los H2 y H3. Los perfiles A2
A3 son extremadamente cortos.
