Flujo a superficie libre

FUERZA ESPECIFICA
Aplicando el principio de la cantidad del momento a un volumen de control de un flujo unidimensional, en la dirección del monumento, se tiene lo siguiente:
F= Β(𝑄^2)/𝑔𝐴+𝑦̅𝐴

se caracteriza por tener contacto con el aire es decir con la atmosfera. se usa los conceptos básicos de mecánica de fluidos, en obras de ingenieria civil y ambiental, canales, rio, presas ( OBRAS HIDRAULICAS)

leyes basicas del flujo de fluidos
en hidraulica de rios y canales

MÉTODOS DE SOLUCIÓN

TIPOS DE FLUJOS
Según:
𝜕( 𝜃, 𝑣, 𝑝 )/(𝜕 𝑥, 𝑡)

ENERGIA ESPECIFICA
La energía específica en la sección de un canal se define como la energía por peso de agua en cualquier sección de un canal medido con respecto al fondo del mismo.
𝐸=dcosθ +𝑉^2/2𝑔 . ∝
para θ =0; 𝐸=d +𝑉^2/2𝑔 . ∝
𝐻=𝐸+𝑍=𝑐𝑡𝑒

ENERGIA TOTAL DE FLUJO
La energía total transportada por una unidad de masa a medida que cruza la superficie de
control, es la suma de la energía interna, trabajo de flujo, energía potencial y energía
cinética.
H=Z + P/Y+ 𝑉2/2g=cte

COMPORTAMIENTO
DEL FLUJO

conservacion de la masa

conservacion cantidad de
de movimiento

Método Numérico
1.Diferencias finitas
2.Volúmenes finitos
3.Elementos finitos

Método Experimental
1. modelos hidráulicos

Flujo permanente:
𝜕𝑄/𝜕t=0
→ 𝑄 = 𝑐𝑡𝑒.
Uniforme
𝜕𝑦/𝜕x = 0; y = cte

Variado
𝜕𝑦/𝜕𝑥 ≠ 0 ; 𝑦1 ≠ 𝑦2


Flujo No Permanente
𝜕(𝑄,𝑣,𝑝)/(𝜕𝑥,𝑡) ≠0

en rios el flujo puede ser
permanente en epoca de
estiaje y en epocas de
avenidas no permanente

EFECTO DE LA VIS-
COCIDAD.
NUMERO DE
REYNOLDS

EFECTO DE LA
GRAVEDAD.
NUMERO DE
FROUD

En el caso de un Río o Canal
Si 𝜃 es pequeño; La energía total del flujo es.
𝐻 = 𝑧 + 𝑦 + 𝛼𝑉2/2g
Si la pendiente esta muy inclinada (como en el flujo gradualmente variado) ;
La energía total del flujo es.
𝐻=𝑧 + 𝑦 cos 𝜃 + 𝛼v2/2g