Hidraulica

FLUJO GRADUALMENTE VARIADO

INTRODUCCIÓN

El flujo gradualmente variado es un fenómeno que se presenta cuando el tirante de un

Flujo varía a lo largo del canal con un gasto siempre constante, disminuyendo o

Incrementándose dependiendo del tipo de flujo que se presenta, ya sea flujo

Gradualmente acelerado (abatimiento) o flujo gradualmente retardado (remanso).

Las causas que producen el flujo gradualmente variado pueden ser diversas, entre ellas

Pueden mencionarse a: cambios en la sección geométrica, cambios de la pendiente,

Cambios en la rugosidad de las paredes y/o fondos, curvas horizontales en el trazo,

Obstrucciones del área hidráulica, etc.

Fundamentalmente en los problemas relacionados con el flujo gradualmente variado, se desea calcular la distancia existente entre dos tirantes dados o los tirantes extremos entre una distancia determinada; habiendo sido desarrollados diversos métodos de cálculo, en la presente práctica de laboratorio únicamente será presentada la solución de la ecuación diferencial de flujo variado mediante el método de Runge-Kutta-Simpson de cuarto grado (para el cálculo de tirantes dada una distancia).

En estos métodos el cálculo depende de la geometría del canal, debiéndose hacer las consideraciones pertinentes. Es necesario mencionar que la aplicación de los métodos es indistinta, pudiendo ser aplicado en el sentido del flujo o en sentido contrario al mismo. Básicamente la única dificultad de los métodos radica en el hecho de que es necesario realizar un gran número de cálculos iterativos para obtener resultados confiables.

OBJETIVO

• Analizar el comportamiento del flujo gradualmente variado en un canal abierto.

• Determinar por medición directa perfiles de flujo gradualmente variado.

• Verificar analíticamente las observaciones en laboratorio a través de la ecuación dinámica del flujo gradualmente variado.

GENERALIDADES

ECUACIÓN DIFERENCIAL DEL FLUJO VARIADO

La ecuación diferencial del flujo gradualmente variado se obtiene, derivando la ecuación de la energía con respecto a “x”, considerando que la pendiente del canal es pequeña y que las principales pérdidas de carga son por fricción.

A partir de la figura número 4.1 tenemos:

RESULTADOS

...