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HIDRAULICA DE LASCONDUCCIONES ABIERTAS

ECUACIONES DELFENOMENO DE RESALTOHIDRULICO

Manuel Vicente HERQUINIO ARIAS

Ingeniero MECANICO DE FLUIDOS

HIDRAULICA HIDROLOGIA.

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ECUACIONES DEL RESALTO HIDRULICO

PROPOSITO

Manuel Vicente HERQUINIO ARIASIng. MECANICO DE FLUIDOS

HIDRAULICA e HIDROLOGIA

Calcula las diensi!nes "id#$ulic!s del %en&en! del #esal'!"id#$ulic!( ) diensi!na su us! c!! disi*ad!# de ene#g+a(ele,ad!# de 'i#an'e.

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RESALTO HIDRULICO EN UN CANAL DE LABORATORIO

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SECCIONES DE CONTROL EN CANALES

Secci&n de c!n'#!l. En una secci&n de c!n'#!l e-is'e una #elaci&n

di#ec'a en'#e una ca#ga H( un 'i#an'e de %lu!( ) el caudal /.01e#'ede#!s( ene#g+a +nia2

3. Ti#an'e c#+'ic! )c Cuand! el 'i#an'e es c#+'ic! se cu*le 4ue5

c

c

T

A

g

Q 32

=

)c

FR6 3

c

c

T

AgQ

3

=

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SECCIONES DE CONTROL

a. FLU7O SUPERCRITICO

c

c

T

AgQ

3

=

8. FLU7O SUBCRITICO

c

cT

AgQ

3

=

yc

FR>1

yc

yn

yc

A

L

yA

L 6 9 )c a L 6 : )c

)A6 ;.

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SALTO HIDRAULICODe la ecuaci&n de can'idad de !,iien'!( c!nside#ad! 4ue sesa'is%ace las siguien'es c!ndici!nes5 El canal es "!#i=!n'al( la secci&n c!ns'an'e( ) se des*#ecia la

c!*!nen'e de *es! del %luid!. Se c!nside#a 4ue la dis'#i8uci&n de ,el!cidades en las secci!nes 032

) 0>2 de la %igu#a ( es *#$c'icaen'e uni%!#e ) 4ue l!s c!e%icien'es

. Se des*#ecia la #esis'encia de %#icci&n !#iginada en la *a#ed del

canal( de8id! a la *!ca l!ngi'ud del '#a! en 4ue se desa##!lla el#esal'!.

121

==

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SALTO HIDRAULICOEl %en&en! !cu##e( cuand! el %lu! *asa de su*e#c#+'ic! a su8c#+'ic!.

!

"#$yc

$!

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Es'e %en&en! *#esen'a un es'ad! de %ue#=as de !en'u en

e4uili8#i!5

En 3( ac'?an %ue#=a "id#!s'$'ica F1h ) din$ica F1d@ en sen'id!

c!n'#a#i! en >( F2h) F2d. La sua'!#ia de %ue#=a en 3 ) > da c!!

#esul'ad! F1 ) F2 #es*ec'i,aen'e. Las %ue#=as #esul'an'es( es'$n

es*aciadas una dis'ancia d( gene#and! un *a# de la isa

agni'ud *e#! de sen'id! c!n'#a#i!.

ECUACIONES DEL RESALTO HIDRAULICO

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En el ,!luen de c!n'#!l en'#e 3> se 'iene 4ue la %ue#=a de !en'u*!# unidad de l!ngi'ud ) la la %ue#=a "id#!s'$'ica #esul'an'e5( *a#a un canal

#ec'angula# es'$ dada *!#5

Igualand! se 'iene5

La ecuaci&n de c!n'inuidad *!# unidad de anc"!) eliinad! g ) #e*la=and! q en funcin de V2 se obtiene:

Resul'and! el 'i#an'e c!nugad!

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el n?e#! de F#!ude

se llega a la e-*#esi&n adiensi!nal de 'i#an'es c!nugad!s5

en d!nde5q : caudal unitario q=Q/b. b : ancho del canal.

5 *es! es*ec+%ic! del %luid!. g : aceleracin de la gravedad.V : velocidad de flujo. Y : rofundidad de flujo.

F!1: n"#ero de Froude

El 'i#an'e c!nugad!( en %unci&n deln?e#! de F#!ude5

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*a#a un canal #ec'angula#5$ : %unci&n de #o#entu#% or unidad de ancho & or unidad de eso esec'fico

del %luid!.( : ene#g+a es*ec+%ica( *!# unidad de anc"! ) unidad de *es!.

E5 es la *#dida de ene#g+a *!# el #esal'! "id#$ulic!.

secuentes% c!n la *a#'icula#idad( 4ue la %unci&n M!en'u 0$)% soniguales en a#bas rofundidades% ero con ,a#iaci&n de la ene#g+aes*ec+%ica( *!# *#dida de ene#g+a en el #esal'!.

Y1 & Y2% se lla#an rofundidades conjugadas

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Ti*! de

Resal'!

Hid#$ulic!4ue se %!#a

de acue#d!

al n?e#! de

F#!ude

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Es la di%e#encia de ene#g+as es*ec+%icas an'es ) des*us del

#esal'!. Des*eand! la ene#g+a de ,el!cidad se 'iene5

P#dida de ene#g+a en el #esal'! "id#$ulic!

E%icienciaLa e%iciencia de un #esal'! "id#$ulic! es la #elaci&n de ene#g+aes*ec+%ica des*us ) an'es del #esal'!5

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L!ngi'ud del #esal'! "id#$ulic!

El Bu#eau !% Reclaa'i!n( e-*e#ien'! en canales dela8!#a'!#i! en d!nde se #elaci!na */Y2 vs F!1%

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L!ngi'ud del #esal'! "id#$ulic!

Sil,e#s'e# 03:2 *#!*!ne una ecuaci&n e*+#ica *a#a el c$lcul!de la l!ngi'ud del #esal'! en canales #ec'angula#es ) lec"!s"!#i=!n'ales #elaci!nada a c!n'inuaci&n

Seccin

Rec'angula# . ;.

Pa#a8&lica F#39 33.T#a*ecial =6>@ 0 8J= K3263 3.;; ;.

T#a*ecial =6;.@0 8J= K326: 9.;; ;.9

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L!ngi'ud del #esal'! "id#$ulic!

Sienc"in

%alu&' ( (.) (.*) ! !.$) !.)+ ) *., ,.$ !(.- !$.- !)

Hsing

Pa,l!,si

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RECAPITULANDO

Ti#an'e c#+'ic! )c

c

c

T

A

g

Q 32

= FR6 32

min

cc

DyE +=

Si FR1 El Flujo es SUPERCRITICOo Torrencial.

Si FR=1 El Flujo es CRITICO o de energa mnima

RESALTO HIDRAULICO *as! del %lu! su*e#ci'ic! al su8 c#i'ic!

El 'i#an'e c!nugad!

ENERGIA ESPECIFICA

gVyE c2

2

+=

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L!ngi'ud del #esal'! "id#$ulic! El Bu#eau !% Reclaa'i!n

Sil,e#s'e#

RECAPITULANDO

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