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Método gráfico

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Relaciones entre los parámetros para un régimen crítico

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Relaciones entre los parámetros para un régimen crítico

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CHURO SHIRLEY - CUASQUER MYLISSEN - SILVA EMILIA - VEGA PAMELA

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Se obtiene que Fc=1 este sera el valor del número de Froude para las condiciones de flujo crítico, para el caso de una sección cualquiera

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De la ecuación de continuidad

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Cálculo del valor del número de Froude para las condiciones del flujo crítico

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Cálculo del valor del número de Froude para las condiciones del flujo crítico

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El estado crítico no solo proporciona la energía mínima para un caudal dado, sino también el caudal máximo para una energía específica dada.

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Si se gráfica Q vs y, se obtiene la siguiente curva, esta curva es útil para aplicaciones para caudales variables, con energía constante, como sucede en los vertederos laterales.

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donde E es constante y A=f(y)

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Tenemos

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El régimen crítico, se determina si la energía mínima, es decir si:

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Condición para la energía específica mínima (Q constante)

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Condición para la energía específica mínima (Q constante)

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Donde Q es constante y A=f(y)

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Número de Froude.

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Tirantes son menores que los críticos, velocidades mayores que las críticas y los números de Froude mayores a 1.
Régimen rápido, torrencial, canales revestidos.

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Condición en la que los tirantes son mayor que los críticos, velocidades menores que las críticas y de los números de Froude  menores a 1.
Régimen lento, lento, fluvial, para canales principales o de navegación.

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Valor de la pendiente del fondo del canal, conduce un caudal Q en un régimen uniforme y con energía específica mínima , el cual tiene un tirante crítico que forma un flujo crítico uniforme

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Tirante hidráulico existe cuando el caudal es máximo para una energía específica determinada.

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Velocidad media cuando el caudal es crítico

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Caudal máximo para una energía específica determinada o caudal que se producirá con una energía específica mínima.

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Un canal trabaja bajo un régimen critico cuando:

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Un canal trabaja bajo un régimen critico cuando:

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1) Posee energía específica mínima para un caudal
2) Posee el caudal máximo para una energía específica.
3) Posee la fuerza específica mínima para un caudal

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EJEMPLO: Cálculo de la energía específica para un canal trapezoidal.

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EJEMPLO: Cálculo de la energía específica para un canal trapezoidal.

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Una sección trapezoidal de ancho solera b=0.75 y talud z =1. Caudal de 40 m3/s

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El concepto de energía específica, fue introducido por Bóris A. Bakhmetteff en 1912 y mediante su adecuada consideración se puede resolver los más complejos problemas de transiciones cortas , en las que los efectos de rozamiento son despreciables .

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Se define como la energía por kilogramo de agua que fluye a través de la sección, medida con respecto al fondo del canal.