CALCULO DE F.G.V. MÉTODO PASO A PASO – TIPO DE CURVA

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CALCULO DE F.G.V. MÉTODO PASO A PASO – TIPO DE CURVA

De acuerdo al esquema presentado a continuación, se pide calcular y definir los perfiles de flujo para cada tramo correspondiente y comentar si es posible o no que se presente resalto hidráulico y donde estaría su ubicación.

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Datos iniciales:

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Calculo de Yn y Yc:

• Para el cálculo de la profundidad critica del canal se sabe que el número de Froude es igual a 1, por lo tanto:

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• Para el cálculo de la profundidad normal, se emplea la ecuación de Manning:

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Cálculos del primer tramo del canal correspondiente a una pendiente adversa:

El primer tramo se considera un perfil con pendiente adversa correspondiente a los perfiles A, de igual manera se observa que el tipo de curva de este tramo corresponde a una curva de caída y el tipo de flujo que se presenta es subcrítico. Las ecuaciones utilizadas para llevar acabo el método paso a paso para flujo gradualmente variado en un canal rectangular, son:

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Curva:

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Cálculos del segundo tramo del canal correspondiente a una pendiente fuerte o inclinada:

El segundo tramo se considera un perfil con pendiente empinada correspondiente a los perfiles S, de igual manera se observa que el tipo de curva de este tramo corresponde a una curva de caída y el tipo de flujo que se presenta es supercrítico.

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Curva:

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Cálculos del tercer tramo del canal correspondiente a una pendiente horizontal:

El último tramo se considera un perfil con pendiente horizontal correspondiente a los perfiles H, de igual manera se observa que el tipo de curva de este tramo corresponde a una curva de caída y  el tipo de flujo que se presenta es subcrítico.

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Curva:

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Nota: Al observar los datos obtenidos correspondientes a la ordenada en el tramo 2 y 3, se puede observar que estos valores son negativos. Lo cual no afecta el resultado dado que eso se debe a la manera de asignar el sentido a las coordenadas que se emplean en cada tramo.

Teniendo en cuenta que los resaltos hidráulicos ocurren la gran mayoría de veces en el cambio del flujo de un perfil S a otro. Se procede a calcular la curva de remanso, la cual por medio del corte con algún perfil ayuda a definir el sitio donde probablemente se presente el resalto hidráulico en el canal trabajado.

Canal con los perfiles pertinentes:

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Como se puede observar en el grafico anterior para la determinación del posible resalto hidráulico se procede a calcular la curva de profundidad secuente, la cual indica si hay alguna probabilidad de que se presente resalto hidráulico. Como es convencional definir el resalto hidráulico en la finalización de un perfil S, se iniciara el cálculo de la curva a partir de este punto.

Curva de profundidad secuente:

Partiendo del perfil S2 y aplicando las siguientes formulas, donde Y1 corresponde a los Y utilizados en el cálculo del perfil del segundo tramo se tiene:

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