Unidad 2 Hidraulica 2

Diapositiva 1

INSTITUTO TECNOLOGICO DE BOCA DEL RIO.

UNIDAD 2 CALCULO ENERGA ESPECFICA.

HIDRAUICA II

EQUIPO 2

LOYO CORRO GUILLERMO GENARO HERNANDEZ RODRIGUEZ VICTOR A.HERNANDEZ SOSA LUIS ADRIAN CAMAL VARGAS JESUS IGNACIOCRUZ RENDON FRANCISCO JAVIERPALACIOS CHACHA ELIEZER JAIR

PRINCIPIO DE ENERGIADEFINICION DE ENERGIA ESPECIFICALa energa especfica se define como la cantidad de energa por unidad de peso es decir por kilogramo de agua que fluye a travs de la seccin de canal, medida con respecto al fondo del canal.

La energa especifica es, pues la suma del tirante y la carga de velocidad. Como est referida al fondo del canal va a cambiar cada vez que ste ascienda o ascienda, en pocas palabras la energa especfica depende del tirante del agua.La ecuacin 2-10 puede tambin expresarse en funcin del gasto Q y el rea A de la seccin transversal, que es funcin del tirante d (V=Q/A), y sustituyendo el valor de la velocidad en la ecuacin de la energa especfica, se tiene:

DEFINICION DE ENERGIA ESPECIFICAEn esta ecuacin se ve con claridad que hay tres variables involucradas: energa especfica, gasto y tirante

Para poder discutir y analizar esta funcin consideraremos sucesivamente la constancia de cada una de las dos variables del segundo miembro de la ecuacin 2-12. As, si aceptamos que el gasto es constantePero si la energa es constante,

CURVAS DE ENERGA ESPECFICA.




FLUJO CRTICO, SUBCRTICO, Y SUPERCRTICO


FLUJO CRTICO, SUBCRTICO, Y SUPERCRTICOSi el estado crtico del flujo existe a travs de toda la longitud de un canal o a lo largo de un tramo de este, el flujo en el canal es un flujo crtico. La pendiente del canal que mantiene un determinado caudal con una profundidad uniforme y crtica se conoce como pendiente crtica Sc. Una pendiente de canal menor que la pendiente crtica producir un flujo mas lento de naturaleza subcrtica para el caudal determinado, tal como se demostrar mas adelante, y por consiguiente, se conoce como pendiente suave o subcrtica. Una pendiente mayor que la pendiente crtica producir un flujo ms rpido de naturaleza supercrtica y se conoce como pendiente empinada o supercrtica.

FLUJO CRTICO, SUBCRTICO, Y SUPERCRTICOUn flujo en estado crtico o cerca de l es inestable. Esto se debe a que un pequeo cambio de energa especfica en estado crtico, o cerca l, producir un cambio grande en la profundidad. Este hecho tambin puede identificarse en la curva de energa especfica.Como la curva es casi vertical cerca de la profundidad crtica, un ligero cambio en la energa cambiaria la profundidad a profundidades alternas mucho ms pequeas o ms grandes, correspondientes a la energa especfica despus del cambio. Cuando el flujo esta cerca del estado crtico, la superficie del agua parece inestable y ondulada. Por lo general, tales fenmenos son causados por pequeos cambios en energa debido a las variaciones en la rugosidad del canal, la seccin transversal, la pendiente o algunos depsitos de sedimentos o basuras.FLUJO CRTICO, SUBCRTICO, Y SUPERCRTICOSi en el diseo de un canal se encuentra que la profundidad es igual o muy cercana a la profundidad crtica a lo largo de una gran longitud de canal, la forma o la pendiente del canal deben modificarse, si es posible, para asegurar una mayor estabilidad.El criterio para un estado crtico de flujo es la base para el clculo de flujo crtico. El flujo crtico se puede conseguir en forma prctica:

a) Reduciendo la seccin.b) Provocando una sobre elevacin del fondo del cauce.c) Utilizando los dos criterios anteriores.

De lo anterior los trminos del rgimen crtico pueden definirse como sigue:FLUJO CRTICO, SUBCRTICO, Y SUPERCRTICOGasto crtico.Es el gasto mximo para una energa especfica determinada, o el gasto que se producir con la energa especfica mnima.Tirante crtico.Es el tirante hidrulico que existe cuando el gasto es el mximo para una energa especfica determinada, o el tirante al que ocurre un gasto determinado con la energa especfica mnima.

Velocidad crtica.La velocidad media cuando el gasto es el crtico.

FLUJO CRTICO, SUBCRTICO, Y SUPERCRTICOPendiente crtica.Es el valor particular de la pendiente del fondo del canal para la cual este conduce un gasto Q en rgimen uniforme y con energa especfica mnima, o sea, que en todas secciones se tiene el tirante crtico.Rgimen subcrtico.Son las condiciones hidrulicas en las que los tirantes son mayores que los crticos, las velocidades menores que las crticas y los nmeros de Froude menores que 1.Es un rgimen lento, tranquilo, fluvial, adecuado para canales principales o de navegacin.









FLUJO CRTICOCLCULO DEL TIRANTE CRTICOEl clculo del flujo crtico comprende la determinacin de la profundidad crtica y la velocidad cuando se conocen el gasto y la seccin de canal. A continuacin se dan tres diferentes mtodos para la resolucin. Por otro lado, si se conocen la profundidad crtica y la seccin del canal puede determinarse el gasto crtico por los mtodos: a) mtodo algebraico

b) el mtodo grfico.

CLCULO DEL TIRANTE CRTICO




EJEMPLO

EJEMPLO

OCURRENCIA DEL RGIMEN CRTICOEn un canal cuando el rgimen de escurrimiento cambia de supercrtico a subcrtico o viceversa, necesariamente la profundidad pasa por el valor crtico.

Ejemplo de cambio de rgimen subcrtico o supercrtico el aumento brusco de la pendiente de subcrtica o supercrtica, figura 2.12 y en la entrada de los canales de pendiente grande figura 2.13 y en una cada vertical (escaln) figura 2.14.

OCURRENCIA DEL RGIMEN CRTICO









NMERO DE FROUDE (Fr)

NMERO DE FROUDE (Fr)

APLICACIONES

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