Hidráulica de Canales

Hidráulica de Canales
Clave: 2515
Carácter: Obligatorio.
Ubicación: Quinto Semestre.
Créditos: 9 (nueve).
Materia antecedente: Hidráulica de tuberías.
Materia consecuente: Alcantarillado.
Requisitos: Laboratorio.
Objetivo General.
El alumno analizará el flujo a superficie libre con base en las ecuaciones
fundamentales, resolviendo problemas reales.
TEMÁTICA
TEMAS Y SUBTEMAS
1.
1.1
1.2
1.3
1.4
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1.5
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OBJETIVO ESPECIFICO
GENERALIDADES DEL FLUJO EN Conocerá los elementos que constituyen un
CANALES.
canal y los tipos de flujo que pueden ocurrir en
Introducción, campo de acción.
él.
Definición y tipos de canales.
Clasificación del flujo en canales.
Elementos hidráulicos.
Tirante.
Área hidráulica.
Perímetro mojado.
Radio hidráulico.
Ancho del espejo del agua.
Tirante medio.
Otros.
Distribución de velocidades y presiones.
Curvas de iso – velocidades.
Velocidad máxima.
Velocidad media.
Distribución de presiones en superficies
cóncavas y convexas.
Formas de cálculo.
Prácticas de laboratorio.
- Clasificación de flujos.
- Determinación de velocidad
media.
- Distribución de presiones.
2.
2.1
2.2
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2.3


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2.4




FLUJO UNIFORME.
Definición. Ecuación de Chezy.
Ecuaciones del flujo uniforme.
Manning.
Kutter.
Ganguillet – Kutter.
Bazin.
Otras.
Aplicaciones.
Canales revestidos.
Canales no revestidos.
Combinación de ambos.
Problemas de revisión y diseño.
Sección óptima.
Triangular.
Rectangular.
Trapecial.
Circular.
Dimensionará la sección de un
considerando los requerimientos de
pendiente y forma de la sección.
canal
gasto,
Prácticas de Laboratorio.
- Determinación del coeficiente de
rugosidad.
- Flujo uniforme (Tirante normal).
3.
3.1
3.2
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

3.3




ENERGÍA ESPECÍFICA.
Analizará el régimen de flujo en un canal, con
Definición y su ecuación.
base en la energía específica del mismo.
Relación tirante – energía específica.
Análisis de la ecuación.
Familia de curvas.
Estado crítico.
Régimen sub- crítico y supercrítico.
Relación Tirante – Gasto específico.
Gasto específico.
Familia de curvas.
Estado crítico y tipos de régimen.
Efecto de un cambio en el ancho del
canal.
3.4 Aplicaciones Prácticas.
 Problemas comunes.
 Diseño de transiciones y curvas.
Prácticas de laboratorio.
- Elaboración de la curva Y – E.
- Efecto de un escalón en la
plantilla.
- Efecto de un cambio en el
ancho del canal.
4.
4.1

4.2
4.3
4.4
Determinará las características del salto
SALTO HIDRÁULICO.
hidráulico calculándolo en canales de sección
Definición, características y usos.
sencilla.
Hipótesis.
Clasificación.
Ecuación general.
Relaciones tirante – Fuerza específica.
(y – F ).
4.5 Salto
hidráulico
en
secciones
particulares.
 Rectangular.
 Trapecial
 Circular.
 Otros.
4.6 Cálculo y aplicaciones.
 Ubicación.
 Longitud.
 Pérdida de energía.
 Control del salto, tanque amortiguador y
otros.
Prácticas de laboratorio.
- Tipos de salto hidráulico.
- Determinación del salto en un
canal rectangular.
5.
5.1
5.2
5.3
FLUJO GRADUALMENTE VARIADO.
Predecirá los perfiles de la superficie libre del
Definición. Hipótesis.
agua en canales con flujo permanente.
Ecuación Dinámica.
Secciones de control. Influencia del tipo
de control en el perfil del flujo.
5.4 Análisis de perfiles de flujo.
 Nomenclatura.
 Clasificación de perfiles.
 Localización del salto hidráulico.
5.5 Métodos de solución y aplicaciones.
 Integración gráfica.
 Incrementos finitos.
 Integración derecha.
 Otros.
Prácticas de laboratorio.
- Tipos de perfiles.
- Calculo de perfil de flujo.
6.
6.1
6.2
6.3
FLUJO ESPECIALMENTE VARIADO. Determinará el cambio de las características del
Generalidades.
flujo ante variaciones a lo largo del canal.
Ecuación representativa.
Análisis
con
gasto
creciente
y
decreciente.
6.4 Aplicaciones
Prácticas de laboratorio.
- Flujo con extracción de gasto en
un canal.
BIBLIOGRAFÍA
- Bueno Contreras Alfredo.
“Apuntes de Hidráulica II”.
ENEP – Acatlán. 1991, México.
- French R.H.
“Hidráulica de canales abiertos”.
McGraw Hill. 1990, México.
- Gardea Villegas H.
“Apuntes de hidráulica de canales”.
Facultad de Ingeniería. UNAM. 1996, México.
- Ven T. Chow.
“Open Channel Hidraulics”.
McGraw Hill. 1993, USA.
- Webber N.B.
“Mecánica de fluidos para ingenieros”.
URMO. 1979, España.
- Manual de Diseño de Obras Civiles.
Escurrimiento a superficie libre (A. 2. G.)
C.F.E.. 1985, México.