Flujo Gradualmente Variado

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Flujo Gradualmente Variado by Mind Map: Flujo Gradualmente Variado

1. Tipos de Flujo Variado

1.1. Flujo variado retardado Se presenta cuando la velocidad del flujo disminuye, y por ende aumenta la profundidad en el sentido de la corriente.

1.2. Flujo variado acelerado Se presenta cuando la velocidad del flujo aumenta, y por ende la profundidad disminuye, en sentido de la corriente; ocurre cuando la pendiente del canal aumenta bruscamente o cuando existe una caída vertical.

2. Ecuaciones

2.1. En dinámica de fluidos, la ecuación de Darcy-Weisbach es una ecuación empírica que relaciona la pérdida de carga hidraúlica (o pérdida de presión) debido a la fricción a lo largo de una tubería dada con la velocidad media del flujo del fluido.

2.2. Cooper & Jacob, 1946, tomaron en cuenta que cuando u,u < 0.01, la suma de los términos más allá de ln (u), no es significativa. Los valores de u decrecen cuando el tiempo se incrementa y cuando la distancia radial r decrece

3. Perfiles y Controles de flujo

3.1. Independiente del método de cálculo seleccionado es importante resaltar que para los cómputos se debe considerar el tipo de flujo, ya sea subcrítico o supercrítico, crítico, horizontal y adversa y localizar los respectivos controles al flujo, puesto que en flujo subcrítico el cálculo se hace desde aguas abajo y en flujo supercrítico desde aguas arriba.

3.2. En el análisis de flujo en canales abiertos es necesario predecir el comportamiento de los perfiles de la lámina de agua. Esto se puede hacer con un análisis del comportamiento de la pendiente de la superficie del agua en función de las variables geométricas e hidráulicas del flujo,

4. Vertederos

4.1. El Vertedero hidraulico es una estructura hidráulica destinada a propiciar el pase, libre o controlado, del agua en los escurrimientos superficiales, siendo el aliviadero en exclusiva para el desagüe y no para la medición. Existen diversos tipos según la forma y uso que se haga de ellos, a veces de forma controlada y otras veces como medida de seguridad en caso de tormentas en presas.

5. Metodos de calculo

5.1. Se consideran tramos de análisis relativamente pequeños, de tal forma que se pueda considerar flujo uniforme y así determinar la pendiente de fricción utilizando una ecuación de resistencia al flujo, usualmenteManning. La pendiente del canal es pequeña, por ende la profundidad de flujo vertical es aproximadamente la misma profundidad perpendicular al fondo, es decir que no se requiere corregir la profundidad de flujo por lapendiente. El coeficiente de rugosidad es independiente del tirante hidráulico y constante en todo el tramo enconsideración. Para conocer la variación de la profundidad del flujo gradualmente variado en relación con la longitud del canal ya sea hacia aguas arriba o aguas abajo de la sección de control, se emplean métodos teóricos aproximados entre los cuales los más usados son: el método tramo a tramo y el de integración gráfica. Estos métodos son aplicables a canales prismáticos y no prismáticos.

6. Resalto Hidraulico

6.1. El resalto hidráulico es un fenómeno de la ciencia en el área de la hidráulica que es frecuentemente observado en canales abiertos como ríos y rápidos. Cuando un fluido a altas velocidades descarga a zonas de menores velocidades, se presenta una ascensión abrupta en la superficie del fluido. Éste fluido es frenado bruscamente e incrementa la altura de su nivel, convirtiendo parte de la energía cinética inicial del flujo en energía potencial, sufriendo una inevitable pérdida de energía en forma de calor. En un canal abierto, este fenómeno se manifiesta como el fluido con altas velocidades rápidamente frenando y elevándose sobre él mismo, de manera similar a cómo se forma una onda-choque.