Flujo gradualmente variado

El canal es prismático. Los coeficientes de distribución de la velocidad y el de rugosidad son constantes en el tramo considerado. nterpretación de fenómenos localesEn los canales abiertos es muy común apreciar cambios en el estado del flujo, (de supercrítico a subcrítico, o viceversa, tales cambios se dan con un correspondiente cambio en la profundidad del flujo. Si el cambio ocurre de forma rápida, a lo largo de una distancia considerablemente corta, el flujo es rápidamente variado y se conoce como Fenómeno Local.

Dentro de este tipo de fenómenos encontramos la caída hidráulica y el resalto hidráulico:l. Caída Hidráulica: un cambio rápido en la profundidad de un flujo de nivel alto a un nivel bajo, resultará en una depresión abrupta de la superficie del a SwiFQ lo agua. Por lo general este fenómeno es consecuencia de un cambio brusco de pendiente o de la sección transversal del canal. En la región de transición de la caída, suele aparecer una curva invertida que conecta las superficies del agua antes y después de dicha caída.

El punto de inflexión de la curva, indica la Posición aproximada de la profundidad crítica para la cual la energía es mínima y el flujo pasa de ser subcrítico a supercrltico. Cuando existe una discontinuidad en el fondo de un canal plano, ocurre una caída hidráulica especial, conocida como caída libre. A medida que la caída avanza en el aire en forma de lámina, no existirá curva invertida en la superficie del agua hasta que esta choque con algún obstáculo en la elevación más baja.

Es sabido que si no se añade energía externa, la superficie del a gua buscará siempre la posicion más baja posible, la cual corresponde al menor contenido de disipación de energía. Si la energía específica en una sección localizada aguas arriba es E, como se muestra en la curva, a energía continuará disipándose en el recorrido hacia aguas abajo hasta alcanzar una energía mínima Emín. La curva indica que la sección crítica (sección de energía mínima) debe ocurrir en el borde de la caída.

La profundidad en el borde no puede ser menor que la profundidad critica debido a que una disminución adicional en la profundidad implicaría un incremento en la energía específica lo cual disminución adicional en la profundidad implicaría un incremento en la energía específica lo cual es imposible a menos que se suministre energía externa compensatoria. lnterpretación de Caída libre mediante una curva de energía especifica.

Por otro lado, es importante mencionar, a modo de aclaración que, si el cambio en la profundidad de flujo desde un nivel alto a un nivel bajo se da de forma gradual, este se convierte en un flujo gradualmente variado, el cual tiene una curva inversa prolongada en la superficie del agua, sin embargo este fenómeno no es considerado local. 2. Resalto Hidráulico: este fenómeno ocurre cuando el cambio de profundidad del flujo es desde un nivel bajo a un nivel alto.

Si el cambio de profundidad es pequeño, se denominará resalto ondulatorio, puesto que el agua no subirá e manera abrupta y obvia, sino que pasara de un nivel a otro, a través de una serie de ondulaciones que van disminuyendo gradualmente de tamaño. Si por el contrario el cambio de profundidad es grande, se conoce como resalto directo. Este involucra una pérdida de energía relativamente grande mediante la disipación en el cuerpo turbulento de agua dentro del resalto. En consecuencia el contenido de energía en el flujo después del resalto es considerablemente menor que el contenido antes del mismo. nterpretación de Resalto o Hidráulico mediante la curva de energía especifica. RESALTO HIDRAULICO O SALTO HIDRAULICOEI res Hidráulico mediante la curva de energía específica. RESALTO HIDRAULICO O SALTO HIDRAULICOEI resalto hidráulico es el ascenso brusco del nivel del agua que se presenta en un canal abierto a consecuencia del retardo que sufre una corriente de agua que fluye a elevada velocidad. Este fenómeno presenta un estado de fuerzas en equilibrio, en el que tiene lugar un cambio violento del régimen de flujo, de supercrítico a subcritico.

Este involucra una pérdida de energía relativamente grande mediante disipación en el cuerpo turbulento de agua dentro del resalto. En consecuencia, el contenido de energía en l flujo después del resalto es apreciablemente menor que el de antes del mismo. La profundidad antes del resalto es siempre menor que la profundidad después del resalto. La profundidad antes del resalto se conoce como profundidad inicial yl, y después del resalto se conoce como profundidad final y2.

Caída LibreSe conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de gravedad actué sobre él, siendo su velocidad inicial cero. En este movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje «Y»). Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g, como la aceleración de la gravedad aumenta la velocidad del cuerpo, la aceleracion se toma positiva. celeración de la gravedad aumenta la velocidad del cuerpo, la aceleracion se toma positiva. En el vacío, todos los cuerpos tienden a caer con igual velocidad. Un objeto al caer libremente está bajo la influencia única de la gravedad. Se conoce como aceleración de la gravedad. Y se define como la variación de velocidad que experimentan los cuerpos n su caída libre. El valor de la aceleración que experimenta cualquier masa sometida a una fuerza constante depende de la intensidad de esa fuerza y ésta, en el caso de la caída de los cuerpos, no es más que la atracción de la Tierra.

Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. Los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo. La aceleración de gravedad es la misma para todos los objetos y es independiente de las masas de éstos. En la calda libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire. Si se desprecia la resistencia del aire y se supone que aceleración en caída libre no varía con la altitud, entonces el movimiento vertical de un objeto que cae libremente es equivalente al movimiento con aceleración constante.

Resalto Hidráulico Como Disipador De Energía El resalto hidráulico es un medio útil para disipar el exceso de energía en un flujo supercrítico debido a que previene la posible erosión aguas debajo de ver 5 exceso de energía en un flujo supercntico debido a que previene la posible erosión aguas debajo de vertederos de rebose, rápidas compuertas deslizantes, pues reduce rápidamente la capacidad de socavar el lecho del canal natural aguas abajo.

El resalto hidráulico utilizado para la disipación de energía a menudo se confina parcial o totalmente en un tramo del canal que se conoce como cuenco de disipación o cuenco de aquietamiento, cuyo fondo se recubre para resistir la socavación. Las aplicaciones prácticas del resalto hidráulico son: Disipar la energía del agua que fluye sobre presas, vertederos y otras estructuras hidráulicas, y prevenir de esta manera la socavación aguas debajo de las estructuras.