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En el cálculo de la velocidad de flujo al aplicar la ecuación de Manning la mayor dificultad está en saber que coeficiente de rugosidad aplicar.

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Esta ecuación es una evolución de la fórmula propuesta por Chezy.

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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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La siguiente ecuación impone las condiciones de flujo crítico en un canal de cualquier forma y permite calcular el tirante crítico

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Un canal trabaja bajo un régimen crítico cuando presenta cualquiera de estas características:
✓ Posee la energía específica mínima para un caudal dado.
✓ Posee el caudal máximo para una energía específica dada.
✓ Posee la fuerza específica mínima para un caudal dado.

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Flujo supercrítico, cuando F > 1, las fuerzas de inercia son mayores a las de gravedad, flujo con gran velocidad.

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Flujo crítico, cuando 𝐹=1, las fuerzas de inercia y gravedad son iguales. Se considera un estado de transición entre el flujo supercrítico y el subcrítico.

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Flujo subcrítico, cuando 𝐹<1, el flujo tiene baja velocidad, tiene influencias aguas arriba.

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Se clasifican en relación con el efecto de la gravedad la cual se mide a través del número de Froude (F).

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Se aplica cuando el caudal en un tramo es constante.

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En cualquier línea de corriente que atraviesa una sección de una canal, se define como energía total a la suma de la energía de posición, más la de presión, más la de velocidad.

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Energía total en una sección de un canal

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Cuanto mayor es el valor de la pendiente, mayor es el caudal.

Para obtener una corriente constante y uniforme y reducir el riesgo de sedimentación, el canal deberá construirse de tal manera que la pendiente del fondo siga el gradiente general, es decir, que la altura del agua permanezca constante.

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El agua fluye en los canales siempre que el nivel del agua es más alto en la parte de aguas arriba que en la de aguas abajo.

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La sección hidráulica óptima es la sección que da el área mínima para un caudal determinado.

La sección hidráulica se elige en base a criterio del constructor y a factores económicos

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Una sección es de máxima eficacia hidráulica cuando para la misma masa hidráulica, pendiente y calidad de paredes deja pasar un caudal máximo. (Abrir PDF)

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Velocidad mínima permisible: 2.5 (ft/s)

Velocidad máxima permisible: En base a criterios de diseño.

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La finalidad de realizar el revestimiento de un canal es sobre todo la de prevenir la erosión, pero ocasionalmente puede ser la de evitar las pérdidas de agua por infiltración.

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Los materiales no erosionables utilizados para formar el revestimiento de un canal incluyen concreto, mampostería, acero, hierro fundido, madera, vidrio, plástico, etc.

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El coeficiente C de Chezy se puede determinar aplicando diversas fórmulas. (Manning, Bazín, Powell)

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               DISEÑO DE CANALES ABIERTOS

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               DISEÑO DE CANALES ABIERTOS

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Los canales son conductos en los que el agua circula por medio de gravedad y sin presión, su superficie libre está en contacto con la atmósfera.