Flujo De Fluidos En Canales Abiertos

Flujo De Fluidos En Canales Abiertos.

Un canal abierto es un sistema que se encuentra en contacto con la atmósfera, también se dan en medios naturales como: un río, un arrollo, inundaciones y en medios artificiales o los creados por el hombre como: las canaletas, alcantarillas y vertederos.

También se dice que un canal abierto es un conducto por el que se desliza un liquido mediante una fuerza de gravedad ejercida sobre la masa del liquido o fluido, donde la velocidad en la superficie va ser cero y si existe un flujo secundario entonces la velocidad mayor se da en el centro esto es por sus condiciones de no deslizamiento y si es un canal circular.

La característica principal que diferencia el flujo en un canal abierto del flujo en un ducto cerrado es que en el canal existe una superficie libre la cual se encuentra a una presión constante. Por ejemplo, la presión sobre la superficie del agua en un río se encuentra sometida a la presión atmosférica y esta presión es constante a lo largo del río. La implicancia fundamental de esta característica es que el movimiento del fluido se origina en el peso del fluido (fuerza gravitatoria) y no la existencia o no de una diferencia de presiones, como es el caso de un ducto cerrado.

La distribución de presiones en un canal abierto es por lo general hidrostática, es decir, depende solo de la profundidad del fluido. Las otras fuerzas de importancia en el estudio de canales abiertos, son la fuerza de inercia y la fuerza originada por la fricción.

La existencia de una superficie libre permite clasificar los flujos en canales abiertos de acuerdo a la forma en que varía su profundidad (y) a lo largo del canal (x). Un flujo se dirá uniforme si la profundidad del flujo no varía a lo largo del canal, es decir, si dy/dx = 0, y no uniforme si la profundidad varía a lo largo del canal, es decir, si dy/dx 6= 0. Los flujo no uniformes se dividen además en flujos que varían rápidamente, dy/dx ' 1 y flujos que varían lenta o gradualmente, dy/dx _ 1. Como en cualquier tipo de flujo, el flujo en canales abiertos puede ser laminar, de transición o turbulento. Esto estará determinado por el valor del número de Reynolds, definido como:

Flujo uniforme

Se dice que un flujo es uniforme siempre, y cuando la velocidad que lleve el flujo sea constante, esto mas que todo se dan en tramos muy largos y rectos en secciones transversales, esto hace que el líquido se acelere hasta que la perdida de carga se iguale a la caída de elevación; es allí donde se puede decir que se da un flujo constante. El flujo variado se presenta cuando hay algún obstáculo como puede ser una compuerta presentándose así una variación de flujo en la profundidad, estas variaciones de profundidad se dan mas que todo en canales naturales, por que es allí donde se presentan fuertes

...