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• Leonardo Jesús

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Universidad Técnica de Machala UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL

UNIDAD I: CONCEPTOS BASICOS DEL MOVIMIENTO DE FLUIDOS EN CANALES TEMA: FLUJO EN CANALES DE SECCION COMPUESTA , CANALES REVESTIDOS.

OBJETIVO: Determinar el flujo en canales de sección compuesta , canales revestidos, diseño de la sección mas conveniente.

FLUJO EN CANALES DE SECCION COMPUESTA (RUGOSIDADES COMPUESTAS)

Un canal puede ser construido de modo que tenga porciones del perímetro mojado con rugosidades distintas, lo que implica diferentes valores del coeficiente de rugosidad n, para cada porción.

Para la determinación de la rugosidad ponderada, el área hidráulica se divide imaginariamente en N partes: 𝐴 , 𝐴 , … . . , 𝐴 , de los cuales los perimetros mojados: 𝑝 , 𝑝 , … . . , 𝑝 y los coeficientes de rugocidades: 𝑛 , 𝑛 , … . . , 𝑛 , son conocidos. Hay una serie de criterios para el calculo de n ponderado así por ejemplo: 1. HORTON Y EINSTEIN suponen que cada parte del área hidráulica, tiene la 𝑣 misma velocidad media de la seccion completa, es decir, 𝑣 ⋯..,𝑣 𝑣. De la formula de Manning, se tiene:

De otro lado: 𝑹

𝑨 →𝑨 𝒑

𝑹𝒑

Sustituyendo (2,95) en (2,96), resulta:

El área total, es la suma de las áreas parciales, es decir: 𝐴 ⋯ 𝐴 𝐴 𝐴

CRITERIO DE HORTON Y EINSTEIN. Esta ecuación es una de las formas de representar el coeficiente de rugosidad ponderado, para toda la seccion transversal, utilizando el criterio de Horton y Einstein. 𝟑 𝟏 𝟏𝟐

𝟑 𝟐 𝟐𝟐

𝟑 𝑵 𝑵𝟐

𝟐

𝟑

2. PAVLOSVKI, MUHLHOFER Y BANKS, suponen que la fuerza total resistente al flujo, es igual a la suma de las mismas fuerzas desarrolladas sobre cada porción del perímetro, con lo cual obtiene el siguiente valor de n:

𝒏

𝒑𝟏 𝒏𝟏

𝟐

𝟐

𝒑𝟐 𝒏𝟐 𝑷

⋯

𝒑𝑵 𝒏𝑵

𝟐

𝟏

𝟐

3. LOTTER, supone, que el caudal total es igual a la suma de los caudales de las porciones de área, con la cual obtiene: 𝒏

𝒑𝑹 𝒑𝟏 𝑹𝟏 𝒏𝟏

𝟓

𝟑

𝒑𝟐 𝑹𝟐 𝒏𝟐

𝟓

𝟓 𝟑

𝟑

⋯

𝒑𝑵 𝑹𝑵 𝒏𝑵

𝟓

𝟑

Método Cox

Utilizado por le U.S. Army Corps of Engineers District

Método de Colbatch

En general cualquiera de los cinco métodos descritos es satisfactorio para estima los valores de n para canales con rugosidad compuesta para canales naturales o artificiales.