LABORATORIO DE HIDRÁULICA II Práctica 4: GASTO UNITARIO (Sección variable)

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LABORATORIO DE HIDRÁULICA II

Práctica 4: GASTO UNITARIO (Sección variable)

Alumnos

Lizeth Guadalupe Juárez Cruz 272235

Jorge Reséndiz Hernández 272271

Profesor

Omar Bautista Guerrero

PRE-REPORTE

1. Defina tirante normal, crítico y alterno.

Tirante crítico: se presenta cuando en un canal se conduce un gasto con energía específica mínima. Debido a esta propiedad se suele utilizar para secciones de control. Y es límite entre el régimen subcrìtico (velocidades lentas y tirantes grandes) y el régimen supercrítico (velocidades rápidas y tirantes pequeños). Además el número de Froude es igual a uno, lo que representa un equilibrio de la fuerza de inercia respecto a la de la gravedad.

Tirante normal: es el tirante con el cual se presentará el escurrimiento uniforme en un conducto a cielo abierto. El tirante normal se determina planteando la ecuación la ecuación de Manning para el caudal.

Tirante alterno: El gasto puede transportarse con dos tirantes diferentes.

2. Describa las características que tiene un flujo, subcrìtico, crítico y supercrítico.

Flujo subcrítico o tranquilo, tiene una velocidad relativa baja y la profundidad es relativamente grande, prevalece la energía potencial. Corresponde a un régimen de llanura.

Flujo crítico, es un estado teórico en corrientes naturales y representa el punto de transición entre los regímenes subcrítico y supercrítico.

Flujo supercrítico o rápido, tiene una velocidad relativamente alta y poca profundidad prevalece la energía cinética. Propios de cauces de gran pendiente o ríos de montaña.

3. ¿Qué es una sección de control?

Es aquella sección particular que establece el cambio de régimen lento a rápido (subcrìtico a supercrítico). Tales cambios se manifiestan con su correspondiente variación en la profundidad del flujo de una profundidad alta a baja; si el cambio ocurre con rapidez en una distancia relativamente corta, el flujo es rápidamente variado y se conoce como fenómeno local.

4. Defina el concepto de energía específica.

Es la suma de la carga de presión (energía potencial) y la carga de velocidad (energía cinética).

5. Dé una interpretación a las curvas (E vs Y) y (q vs Y) de un flujo cualquiera.

E vs Y

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La curva muestra que, para una energía específica determinada, existen dos posibles profundidades, la profundidad baja y1 y la profundidad alta y2. La profundidad baja es al profundidad alterna de la profundidad alta, y viceversa. En el punto C, la energía específica es mínima. Por consiguiente, en el estado crítico es claro que las dos profundidades alternas se convierten en una, la cual es conocida como profundidad crítica yc. Cuando la profundidad de flujo es mayor que la profundidad crítica, la velocidad de flujo es menor que la velocidad crítica para un caudal determinado y, por consiguiente, el flujo es subcrítico. Cuando la profundidad de flujo es menor que la profundidad crítica, el flujo es subcrítico. Por tanto, y1 es la profundidad de un flujo supercrítico y y2 es la profundidad de un flujo supercrítico.

7. Explique porque la curva de energía específica se aproxima asintóticamente a la línea E = y, formando un ángulo  de 45 grados.

La curva de energía específica tiene forma de una parábola que abre hacia la derecha. La región subcrìtico tiende asintóticamente a una recta de 45°. Las curvas de energía específica son útiles para resolver 3 tipos de problemas: problemas de continuidad, de elevaciones o presiones del fondo de un canal, o de contracciones. Se puede observar que con excepción de la profundidad critica, para cada valor de energía corresponden dos valores de profundidad, una subcrìtico y una supercrítica. A medida que el caudal aumenta, la curva se desplaza hacia la derecha con respecto al fondo de éste.

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