Flujo Estable En Canales Abiertos

Definiciones Previas

Canal Abierto : es un sistema de flujo en que la superficie superior del fluido está en

contacto con la atmósfera

Perímetro Mojado(PM) : Es la longitud de la superficie que moja el fluido.

Ejemplos de Secciones Transversales con sus respectivos perímetros mojados

Clasificación de los tipos de flujo en Canales Abiertos

El tipo de flujo que nos compete es el flujo estable uniforme, que ocurre cuándo el flujo

volumetrico permanece constante y la profundidad del fluido en el canal no varía. Este tipo

de flujo se puede clasificar en base a dos números adimensionales :

Número de Reynolds Relaciona las fuerzas inerciales con la viscosidad

Usa el Radio Hidráulico como longitud característica, el cual se define de la siguiente

forma :

Número de Freud Relacióna las fuerzas inerciales con las fuerzas

gravitacionales

Dónde yh que se denomina profundidad hidráulica viene dada por

T es el ancho del canal en la superficie libre del

fluido

En base a los números antes mencionados las clases de flujo son :

Algunas geometrías de canales con sus características

Cálculo del Caudal

Para el cálculo del caudal se usa la ecuación de Manning que presenta dos versiones, una

para el sistema internacional y una para el sistema inglés como se muestra a continuación

Para el sistema internacional :

Para el sistema inglés :

metros cubicos /segundo

Pies cúbicos /segundo

Tabla para el Factor de Manning

Para completar el cálculo del caudal la tabla mostrada en la parte anterior muestra el área y

el radio hidráulico para algunas geometrías.