HIDRALICA DE CANALES

HIDRALICA DE CANALESLos canales son conductos en los que el agua circula debido a la accin de la gravedad y sin ninguna presin, pues la superficie del lquido est en contacto con la atmsfera.

Los canales pueden ser naturales (ros arroyos) o artificiales (construidos por el hombre). Dentro de estos ltimos pueden incluirse aquellos conductos cerrados que trabajan parcialmente llenos (alcantarillas, tuberas).

SECCIONES TRANSVERSALES MAS FRECUENTESLa seccin transversal de un canal natural es generalmente de forma muy irregular y vara de un lugar a otro. Los canales artificiales usualmente se disean con formas geomtricas regulares (prismticos), las ms comunes son las siguientes:Secciones abiertasSeccin trapezoidal. se usa siempre en canales de tierra y en canales revestidos.

Seccin rectangular: Se emplea para acueductos de madera, para canales excavados en roca y para canales revestidos.

Seccin triangular. Se usa para cunetas revestidas en las carreteras, tambin en canales de tierra pequeos, fundamentalmente por facilidad de trazo. Tambin se emplean revestidas, como alcantarillas de las carreteras.

Seccin parablica. Se emplea a veces para canales revestidos y es la forma que toman aproximadamente muchos canales naturales y canales viejos de tierra.

Secciones Cerradas.Seccin Circular y seccin de Herradura. Se usan comnmente para alcantarillas y estructuras hidrulicas importantes.

ELEMENTOS GEOMTRICOS DE LA SECCION TRANSVERSAL DE UN CANAL.Y= tirante de agua. Es la profundidad mxima del agua en el canal.B= ancho de solera, ancho de plantilla, o plantilla, es el ancho de la base de un canal.T= Espejo de agua, es el ancho de la superficie libre del agua.C= Ancho de corona.H= profundidad total del canal.H-Y = Bordo libre.= Angulo de inclinacin de las paredes laterales con la horizontal.Z= talud, es la relacin de la proyeccin horizontal a la vertical de la pared lateral ( se llama tambin talud de las paredes laterales del canal). Es decir Z es el valor de la proyeccin horizontal cuando la vertical es 1.Aplicando relaciones trigonomtricas, se tiene: Z = ctg Q.

A = rea hidrulica, es la superficie ocupada por el lquido en una seccin transversal normal cualquiera

p = permetro mojado, es la parte del contorno del conducto que est en contacto con el lquidoR = radio hidrulico, es la dimensin caracterstica de la seccin transversal, hace las funciones del dimetro en tuberas, se obtiene de la siguiente relacin:y = Profundidad media, es la relacin entre el rea hidrulica y el espejo. de agua, es decir:RELACIONES GEOMTRICAS DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES MAS FRECUENTES

Secciones con taludes diferentes

TIPOS DE FLUJOS EN CANALESFlujo permanente y no permanenteObedece a la utilizacin del tiempo como variable. El flujo es permanente si los parmetros (tirante, velocidad, etc.), no cambian con respecto al tiempoFlujo uniforme y variadoEsta clasificacin obedece a la utilizacin del espacio como variable. El flujo es uniforme si los parmetros (tirante, velocidad, rea, etc), no cambian con respecto al espacio,Flujo laminar y turbulentoEl parmetro que se utiliza para su clasificacin es el numero de REYNOLDS.Para propsitos prcticos, en el caso de un canal, se tiene:Flujo laminar para Re 1, en este estado las fuerzas de inercia son ms pronunciadas, por lo que el flujo tiene una gran velocidad, siendo rpido o torrentoso. En este tipo de flujo, toda singularidad, tiene influencia hacia aguas abajo

ECUACIN DE CONTINUIDAD.

ECUACION DE LA ENERGA O ECUACIN DE BERNOULLIse define como energa total a la suma de energa de la posicin, ms de la presin y ms de la velocidad, es decir:Energa total = Energa de posicin + Energa de presin + Energa de velocidad

La ecuacin de la energa por unidad de peso, para un fluido real, para el tramo 1 y 2 se representa como

PROBLEMAS

1. Hallar para el canal de seccin transversal que se muestra en la figura siguiente, hallar los parmetros hidrulicos: A, P, T, R, Y2 , Se tiene un tnel con una seccin transversal como se muestra en la figura siguiente. Determinar A,P, R, T.

3. Un canal de seccin trapezoidal tiene un ancho de solera de 0.80m y un talud 1.En cierta seccin de su perfil longitudinal, se construye una sobre elevacin de 0.15m, pero se deja una abertura de 0.20 m para evitar que el agua se empoce, cuando se efecta la limpieza del canal.Calcular A, P, T y R siel tirante es 0.90 m