HIDRAULICA II

FUERZA ESPECIFICA.SALTO HIDRAULICO.

FUERZA ESPECIFICA……..

IMPULSO:

Si la masa no varía con el tiempo, la cantidad de movimiento se puede tomar como el simple producto entre la velocidad (v) y la masa (m). Según la segunda ley de Newton, si la masa “m” se aplica a la fuerza “F” aquella adquiere una aceleración “a”

Por lo cual:F=ma

Multiplicando ambos miembros por el tiempo “t” en que se aplica la fuerza “F” :

Ft=mat Como at=v, tenemos:

Ft=mv Y finalmente:

I=ft

IMPULSO, cambia el momento lineal de un objeto, y

tiene las mismas unidades y dimensiones que el momento lineal. EL IMPULSO de la fuerza aplicada es igual a "el incremento de la cantidad de movimiento de cualquier cuerpo "

CANTIDAD DE MOVIMIENTO:

La cantidad de movimiento se define como: "el producto de la masa de un cuerpo material por su velocidad" para luego analizar su relación con la ley de Newton a través del teorema del impulso y la variación de la cantidad de movimiento

Lo cual significa que la cantidad de movimiento total de todo sistema cerrado (o sea uno que no es afectado por fuerzas exteriores, y cuyas fuerzas internas no son disipadoras) no puede ser cambiada, y permanece constante en el tiempo.

FUERZA HIDRODINAMICA

Cuando se examina la aplicación de la segunda ley de movimiento de Newton en los problemas básicos de flujo permanente en canales abiertos, el resultado es un cambio en la cantidad de movimiento lineal de flujo.

En muchos casos, este cambio en la cantidad de movimiento se asocia con un cambio en el tirante del flujo.

FUNCION DE FUERZA ESPECIFICA

Es estudiar el transporte de cantidad de movimiento en la direccion paralela al fondo de un canal con flujo permanente e impredecible, se considera u volumen de control

SALTO HIDRAULICO

• También conocido como:

RESALTO HIDRAULICO, ONDA

ESTACIONARIA, il salto di Bidone (el resalto

de Bidone).

SALTO HIDRÁULICO

• DEFINICIÓNES: El salto Hidráulico se define como la elevación brusca de la

superficie líquida, cuando el escurrimiento permanente pasa del régimen supercrítico al régimen subcrítico. Es un fenómeno local muy útil para disipar energía hidráulica.

El salto hidráulico es un fenómeno que se presenta exclusivamente en canales, cuando un flujo de agua que viaja a régimen supercrítico, choca o alcanza a una masa de agua que fluye en régimen subcrítico; presentándose abruptamente el cambio de régimen.

• Existen CINCO FORMAS DE SALTO que pueden ocurrir en canales de fondo horizontal. Cada una de estas formas se clasificó de acuerdo con el valor del número de Froude.

Según el numero de Froude F1= 1, El flujo es critico por lo tanto no se forma resalto.

F1=1–1.7 hay ondulaciones y se presenta el

resalto ondulante.

F1= 1.7-2.5 se desarrolla una serie de remolino sobre la superficie del resalto pero la superficie del agua hacia aguas abajo permanece uniforme. Se presenta el resalto débil.

F1= 2.5-4.5 existe un chorro oscilante que entra desde el fondo hasta la superficie y se devuelve. Cada oscilación produce un onda grande con periodo irregular causando daños ilimitados a bancas en tierra. Produciéndose el

resalto oscilante.

F1= 4.5-9.0 La disipación de energía varia entre 45% y 70%. Entonces se produce el

resalto estable.

F1= 9.0 y mas , el chorro de alta velocidad choca con paquetes de agua intermitentes que corren hacia abajo a lo largo de la cara frontal del resalto. La acción del resalto es brusca pero efectiva porque disipa energía hasta un 85%. Produciendo el resalto fuerte.

TIPOS DE RESALTOS

CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL SALTO HIDRÁULICO.

• PÉRDIDA DE ENERGÍA 

• EFICIENCIA

• ALTURA DEL SALTO 

• POSICIÓN DEL SALTO

SALTO HIDRÁULICO EN CANALES DE CUALQUIER SECCIÓN

En cualquier forma de sección, la profundidad zg es su centro de gravedad y se puede calcular de acuerdo a la geometría de la sección del canal.

SALTO HIDRÁULICO EN CANALES RECTANGULARES, TRAPECIALES,

TRIANGULARES, CIRCULARES Y DE HERRADURA.

• Deducción de la ecuación del salto hidráulico en canales de sección rectangular.

salto hidráulica d2 vale:

La cual es la ecuación general del salto hidráulico aplicada para canales rectangulares y vertedores. 

Donde:

d2 = tirante conjugado mayor o salto hidráulico, en m.

d1 = tirante conjugado menor, en m.

q = gasto por unidad de ancho o unitario, en m3/seg.

g = aceleración de la gravedad = 9.81 m/seg2

Deducción de la Ecuación General para el Salto Hidráulico en Canal Trapecial

• Deducción de la ecuación del salto hidráulico en canales de sección triangular.

En el análisis de una sección triangular para determinar el valor del conjugado mayor partimos del número de Froude.

• Deducción de la ecuación del salto hidráulico en canales de sección circular.

Para este tipo de sección cabe la posibilidad de que se llene totalmente después del salto, por lo cual existen dos casos diferentes.

• Caso1. Flujo a superficie libre antes y después del salto

• Caso 2. Flujo a presión después del salto.

LONGITUD DEL RESALTO HIDRÁULICO

Se conoce como longitud del resalto hidráulico a la distancia horizontal desde la cara frontal del salto hasta un punto sobre la superficie del agua donde termina la ola asociada con el salto.

TANQUE AMORTIGUADOR

• Un tanque amortiguador es una estructura que sirve para disipar la energía disponible en el flujo al salir de un vertedor de excedencias, de una obra de descarga o de un canal.

• En la mayoría de las estructuras existentes, se encajona un salto hidráulico dentro de un tanque amortiguador de tal manera que sirva como disipador de energía.