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NUMERO DE FROUDE

El numero de Reynolds y los términos laminar y turbulentos no bastan para caracterizar todas las clases de flujo en

los canales abiertos.

El mecanismo principal que sostiene flujo en un canal abierto es la fuerza de gravitación. Por ejemplo, la diferenciade altura entre dos embalses har que el agua fluya a través de un canal que los conecta. El parmetro que

representa este efecto gravitacional es el !"mero de #roude, puede e$presarse de forma adimensional. Este es "til

en los clculos del resalto hidrulico, en el dise%o de estructuras hidrulicas y en el dise%o de barcos.

• & ' parmetro de longitud (m)

• v ' parmetro de velocidad (m*s)

• g ' aceleración de la gravedad (m*s+)

El flujo se clasifica como

#r-, #lujo subcr/tico o tranquilo, tiene una velocidad relativa baja y la profundidad es relativamente grande,

prevalece la energ/a potencial.0orresponde a un régimen de llanura.

#r1, #lujo critico, es un estado teórico en corrientes naturales y representa el punto de transición entre los

reg/menes subcr/tico y supercr/tico.

#r2, #lujo supercr/tico o rpido, tiene una velocidad relativamente alta y poca profundidad prevalece la energ/acinética. Propios de cauces de gran pendiente o r/os de monta%a.

ENERGIA ESPECIFICA

&a energ/a espec/fica en una sección de canal se define como la energ/a de agua en cualquier sección de un canal

medida con respecto al fondo de este.

3, para un canal de pendiente peque%a y 1, la ecuación se convierte en

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gravedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gravedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad

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&a cual indica que la energ/a espec/fica es igual a la suma de la profundidad del agua ms la altura de velocidad.

Para propósitos de simplicidad, el siguiente anlisis se basar en un canal de pendiente peque%a. 0omo 415*6,

puede escribirse como E1y758*8g68. Puede verse que, para una sección de canal y caudal 5 determinados, la

energ/a espec/fica en una sección de canal sólo es función de la profundidad de flujo.

0uando la profundidad de flujo se grfica contra la energ/a para una sección de canal y un caudal determinados, se

obtiene una curva de energ/a espec/fica, como se muestra en la siguiente figura. Esta curva tiene dos ram as, 60 y

90. &a rama 60 se apro$ima asintóticamente al eje horizontal hacia la derecha. &a rama 90 se apro$ima a la l/nea

3: a medida que se e$tiende hacia arriba y hacia la derecha. &a l/nea 3: es una l/nea que pasa a través del origen

y tiene un ngulo de inclinación. Para un canal de pendiente alta, el ngulo de inclinación de la l/nea 3: ser

diferente de ;y> y la altura de velocidad 48*8g. 4en ?e 0ho@

ABB;C.

0urva de energ/a especifica

&a curva muestra que, para una energ/a espec/fica determinada, e$isten dos posibles profundidades, la profundidad

baja y y la profundidad alta y8. &a profundidad baja es al profundidad alterna de la profundidad alta, y viceversa. En

el punto 0, la energ/a espec/fica es m/nima. Por consiguiente, en el estado cr/tico es claro que las dos profundidades

alternas se convierten en una, la cual es conocida como profundidad cr/tica yc. 0uando la profundidad de flujo es

mayor que la profundidad cr/tica, la velocidad de flujo es menor que la velocidad cr/tica para un caudal determinado

y, por consiguiente, el flujo es subcr/tico. 0uando la profundidad de flujo es menor que la profundidad cr/tica, el flujo

es subcr/tico. Por tanto, y es la profundidad de un flujo supercr/tico y y8 es la profundidad de un flujo supercr/tico.

4en ?e 0ho@ ABB;C

Energ/a m/nima AEminC. Es la energ/a m/nima o cr/tica con que un cierto gasto puede fluir

en un canal y es el l/mite entre el flujo subcr/tico y supercr/tico,