FLUJO GRADUALMENTE VARIADO

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FLUJO GRADUALMENTE VARIADO por Mind Map: FLUJO GRADUALMENTE VARIADO

1. CALCULO DE LA TENSION RASANTE (EMPLEO DE LA FORMULA DE CHEZY Y MANNING).

1.1. Hipótesis

2. DERIVACIÓN DE LA ECUACIÓN PARA LA SUPERFICIE LIBRE EN FGV.

3. CLASIFICIACIÓN DE CANALES EN FGV.

4. PERFILES DE FLUJO EN FGV.

5. PERFIL ENTORNO A UNA COMPUERTA DE FONDO EN CANAL INFINITAMENTE LARGO.

6. CANAL CON CAMBIO DE PENDIENTE.

7. PROBLEMA DE LA DESCARGA DE UN LAGO EN UN CANAL

8. PROBLEMA DE UN CANAL QUE DESEMBOCA EN UN LAGO.

9. DERIVACIÓN DE LA ECUACIÓN PARA LA SUPERFICIE LIBRE EN FGV

9.1. Partiendo de la ecuación de la energía y derivando respecto de x.

9.2. Esta ecuación diferencial de primer orden describe la variación de la superficie libre con la posición, para el caso de flujo gradualmente variado. Recuérdese que la pendiente de la línea de energía puede calcularse utilizando las expresiones de flujo uniforme (Manning o Chèzy)

10. CALCULO DE LA TENSION RASANTE

10.1. Hipótesis:  Caudal Constante (Q=cte)  Variaciones del tirante son pequeñas frente a la distancia longitudinal del canal:  1

10.2. Luego, las ecuaciones de Chèzy o Manning son válidas cambiando la pendiente de fondo por la pendiente de la línea de energía.

11. CLASIFICACIÓN DE CANALES EN FGV.

11.1. A efectos de identificar el comportamiento de la superficie libre en flujo gradualmente variado, los canales se clasifican en función de su pendiente de fondo y también de su rugosidad y el caudal que circula por ellos.

11.1.1. Observación: Para un canal ancho, de pendiente de fondo conocida, el canal se clasifica M o S dependiendo

11.1.1.1. Al sustituir en la ecuación de flujo gradualmente variado las expresiones para el número de Froude y para la pendiente de la línea de energía

12. PERFILES DE FLUJO EN FGV.

12.1. Dada la dificultad implícita en la resolución de la ecuación diferencial de FGV, resulta de interés conocer a priori como es la forma de la superficie libre para las distintas posibilidades existentes. Este análisis se realiza identificando el signo del numerador y del denominador de dicha ecuación, y el comportamiento de la derivada de la superficie libre a medida que el tirante se acerca a valores característicos

13. PERFIL ENTORNO A UNA COMPUERTA DE FONDO EN CANAL INFINITAMENTE LARGO.

13.1. Sea una compuerta de fondo ubicada en un canal de longitud infinita, para la cual se realiza la hipótesis de que el flujo no disipa energía en su pasaje a través de ella. La geometría y rugosidad del canal son conocidas, así como el caudal circulante. El problema radica en conocer el perfil del flujo en la zona afectada por la presencia de la compuerta, ante distintas posiciones que la misma adopta.