resalto hidraulico

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En el siguiente documento podemos vede que se trata el resalto hidraulico.

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RESALTO HIDRAULICOElresaltoo salto hidrulico es un fenmeno local, que se presenta en el flujo rpidamente variado, el cual va siempre acompaado por un aumento sbito del tirante y una prdida de energa bastante considerable (disipada principalmente como calor), en un tramo relativamente corto. Ocurre en el paso brusco de rgimen supercrtico (rpido) a rgimen subcrtico (lento), es decir, en elresaltohidrulico el tirante, en un corto tramo, cambia de un valor inferior al crtico a otro superior a este. La figura siguiente muestra este fenmeno.

FIGURAResaltohidrulicoGeneralmente, elresaltose forma cuando en una corriente rpida existe algn obstculo o un cambio brusco de pendiente. Esto sucede al pie de estructuras hidrulicas tales como vertederos de demasas, rpidas, salidasde compuertas con descarga por el fondo, etc., lo que se muestra en la figura siguiente:

FIGURA Lugares apropiados para formarse elresaltohidrulicoEn unresaltocomo el que se muestra en la figura siguiente se pueden realizar las siguientes observaciones:

FIGURA Elementos delresaltohidrulicoAntes delresalto, cuando el aguaescurre todava en rgimen rpido, predomina la energa cintica de la corriente, parte de la cual se transforma en calor (prdida de energa til) y parte en energa potencial (incremento del tirante); siendo esta la que predomina, despus de efectuado el fenmeno.En la figura anterior, las secciones (1) y (2) marcan esquemticamente el principio y el final delresalto. Los tirantesy1 yy2 con que escurre elaguaantes y despus del mismo se llaman tirantes conjugados.Dnde:y2 = tirante conjugado mayory1 = tirante conjugado menorLa diferencia:y2 y1 es la altura delresaltoyLsu longitud; existen muchos criterios para encontrar este ltimo valor.E1 es la energa especfica antes delresaltoy E2 la que posee la corriente despus de l. Se observa que en (2) la energa especfica es menor que en (1) debido a las fuertes prdidas de energa til que el fenmeno ocasiona; esta prdida se representa como: E1 E2.Adems de su mrito como disipador natural de energa, elresaltohidrulico tiene muchos otros usos prcticos, entre los cuales se pueden mencionar los siguientes:a)Prevencin o confinamiento de la socavacin aguas debajo de lasestructuras hidrulicasdonde es necesario disipar energa.b)Mezclado eficiente de fluidos o de sustancias qumicas usadas en la purificacin de aguas, debido a la naturaleza fuertemente turbulenta del fenmeno.c)Incremento del caudal descargado por una compuerta deslizante al rechazar el retroceso delaguacontra la compuerta. Esto aumenta la carga efectiva y con ella el caudal.

Tipos de perfil de flujoLos perfiles de flujo se clasifican con base en dos criterios bsicos:1. Segn su profundidad.2. Segn la pendiente del canal.-El primer criterio divide la profundidad del canal en varias zonas: Zona 1: Sobre la profundidad normal (en pendiente subcrtica) sobre la profundidad crtica (en pendiente supercrtica). Zona 2: Entre las profundidades crtica y normal. Zona 3: Bajo la profundidad crtica (en pendiente subcrtica) bajo la profundidad normal (en pendiente supercrtica).-El segundo criterio considera cinco condiciones de la pendiente:H: Horizontal.M: Moderada o subcrtica.C: Crtica.S: Pronunciada o supercrtica.A: Adversa.Estos dos criterios permiten hacer la clasificacin como H2, H3; M1, M2, M3; C1, C2, C3; S1, S2, S3; A2 y A3, donde la letra se refiere a la pendiente y el nmero a la zona de profundidad.

Clculo del perfil de flujo: Mtodo directo por pasosEste es un mtodo sencillo, aplicable a canales prismticos. Divide el canal en tramos cortos y desarrolla los clculos para cada seccin comenzando por una conocida (la seccin de control por ejemplo). Si el flujo es subcrtico los clculos se inician desde aguas abajo y se desarrollan hacia aguas arriba y si es supercrtico se parte de aguas arriba continundose hacia aguas abajo.Tomando un tramo corto del canal, como lo ilustra la figura 4, se cumple que (9)

Figura 4. Tramo del canal para la deduccin de los mtodos de paso.

Definida la energa especfica (E) como(10)

Reemplazando (9) en (10) y despejando:(11)

La pendiente de la lnea de energa en una seccin puede calcularse segn Manning,(12)

y la pendiente de la lnea de energa en un tramo se obtiene como (13)

Procedimiento de clculo1. Conocidos Q, b, y Y en la seccin de control, se calcula la velocidad v, la cabeza de velocidady la energa especfica2. Se calcula la pendiente de la lnea de energa (Sf) segn la ecuacin (12).3. Se asume una profundidad segn el perfil de flujo que se presenta; se obtienen los valores de E y Sfpara la seccin con esta profundidad.4. Se calcula1, entre estas dos secciones ycon la ecuacin (13); con estos resultados se hallasegn la ecuacin (11). As se conoce la localizacin de la seccin a lo largo del canal.5. Se vuelve al paso 3.

METODO DE LA MXIMA VELOCIDAD PERMISIBLE