Hidráulica de Canales
Temas de Hidráulica de Canales
1 ASPECTOS GENERALES DEL FLUJO EN CONDICIONES DE SUPERFICIE LIBRE.
1.1 Concepto de conducción a superficie libre. Conducciones naturales. Conducciones artificiales y sus condiciones de flujo. Clasificación y características del flujo a superficie libre.
1.2 Características y parámetros hidráulicos en conducciones a superficie libre .Elementos geométricos. Distribución de velocidades en la selección hidráulica de un canal. Distribución de presiones. Efecto de la pendiente en la distribución de presiones. Influencia de la geometría y la pendiente en la distribución de velocidades y presiones. Medición de velocidades y presiones en canales.
1.3 Flujo permanente y uniforme en canales y sus ecuaciones fundamentales. Energía total y energía específica en canales prismáticos. Energía en canales de sección no prismática. Momentum del flujo en secciones no prismáticas. Fuerza no específica.
1.4 Flujo en régimen critico .Cálculo del flujo en régimen crítico .Sección de control. Medición del flujo.
2 FLUJO UNIFORME.
2.1 Concepto de resistencia al flujo. Principios fundamentales y desarrollo de la ecuación de resistencia al flujo. Concepto de flujo uniforme. Características generales del flujo uniforme.
2.2 Ecuaciones del flujo uniforme. Fórmula de Chezy. Estimación del coeficiente de rugosidad de Chezy. Fórmula de Manning. Estimación del coeficiente de rugosidad de Manning.
2.3 Cálculo de flujo uniforme. Cálculo del tirante y velocidad normal en canales trapeciales y rectangulares. Cálculo de la pendiente normal y la pendiente crítica. Flujo uniforme en conductos cerrados parcialmente llenos. Sección hidráulica de máxima eficiencia. Flujo en canales de sección y rugosidad compuesta.
2.4 Aplicaciones del flujo Uniforme. Método de la selección-pendiente y su aplicación al aforo de corrientes. Gasto normal en canales de sección compuesta.
3 DISEÑO DE CANALES PARA FLUJO UNIFORME.
3.1 Canales revestidos. Elementos geométricos de las secciones hidráulicas óptimas. Velocidad mínima permisible. Taludes de canales según el tipo de material. Bordo libre. Selección hidráulica de máxima eficiencia. Dimensión de la sección hidráulica.
3.2 Canales no revestidos. Diseño de canales mediante el criterio de velocidad máxima permisible. Diseño de canales mediante el criterio del esfuerzo cortante máximo permisible. Sección hidráulica estable no erosionable. Perdidas por infiltración.
3.3 Canales Revestidos con Pasto. Criterios generales de diseño. Coeficiente de retardamiento o rugosidad. Velocidad permisible. Selección del tipo de pasto.
4 FLUJO UNIFORME VARIADO.
4.1 Conceptos básicos. Ecuación dinámica del flujo gradualmente variado. Características y clasificación de perfiles de flujo. Análisis de perfiles de flujo.
4.2 Métodos de cálculo. Integración gráfica. Integración numérica. Paso directo. Método estándar por etapas para canales naturales.
4.3 Flujo espacialmente variado. Conceptos básicos. Ecuación dinámica para el flujo que aumenta. Ecuación dinámica para el flujo que disminuye. Método de integración numérica.
5 FLUJO RÁPIDAMENTE VARIADO.
5.1 Conceptos básicos. Características del flujo. Aplicación de las leyes de conservación de masa, momento y energía.
5.2 Flujo en vertedores. Vertedor de cresta aguda. Perfil del cimacio. Descarga por el vertedor. Efecto de las pilas en vertedores con compuertas. Flujo al pie del vertedor. Vertedores con descarga parcialmente sumergida. Saltos de ski.
5.3 Salto hidráulico. Conceptos básicos. Ecuación general del salto hidráulico. Salto hidráulico en canales rectangulares de pendiente nula. Tipos de salto hidráulico. Longitud y localización del salto hidráulico. Salto hidráulico como disipador de energía. Dimensionamiento de tanques amortiguadores.
5.4 Flujo en canales no prismáticos. Transiciones en canales .Contracciones. Expansiones. Flujo subcrítico a través de transiciones. Flujo supercrítico a través de transiciones. Flujo a través de compuertas. Flujo a través de pilas en puentes.
6 FLUJO NO PERMANENTE.
6.1 Conceptos básicos. Definición del flujo no permanente. Causas del flujo no permanente. Ecuación dinámica del flujo no permanente. Propagación de la onda. Métodos para la solución de ecuaciones de flujo no permanente.
6.2 Tránsito de avenidas en canales. Descripción del fenómeno. Principio hidrológico del tránsito de avenidas. Método de Muskingum para el tránsito de avenidas. Descripción general de los métodos numéricos aplicables en la solución de tránsito de avenidas.
7 FUNDAMENTOS DEL TRANSPORTE DE SEDIMIENTOS.
7.1 Conceptos básicos. Definición de términos. Morfología de cauces naturales. Respuesta de los canales naturales a causa del régimen de escurrimientos. Propiedades de los sedimentos. Configuración del fondo en canales naturales.
7.2 Resistencia al flujo. Aspectos teóricos de la resistencia al flujo. Parámetros a considerar en la resistencia del flujo. Resistencia al flujo en canales de fondo plano y frontera rígida. Resistencia al flujo en canales de fondo plano y frontera móvil.
7.3 Transporte de sedimentos. Inicio del transporte en sedimentos. Diseño de secciones hidráulicamente estables. Trasporte de fondo. Transporte en suspensión. Transporte total. Medición en campo de transporte de sedimentos.