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 1.5 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 2.3 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 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.