RÉGIMEN UNIFORME EN CANALES

Objetivo

Estudiar el tipo de régimen uniforme de un canal y representar gráficamente la curva capacidad Q (y).

Fundamento teórico

Régimen de un fluido:

Puede ser rápido (supercrítico), lento (subcrítico) y crítico. Se determina conociendo el valor del número de Froude (F).

F<1 – Régimen lento.

F=1 – Régimen crítico.

F>1 – Régimen rápido.

Curva de capacidad, Q(y):

Se obtiene para un valor de calado (y), el caudal (Q) que circula por la sección de un canal.

Datos

Las características hidráulicas y el coeficiente de Manning obtenidos en los guiones anteriores:

Desarrollo

Tipo de régimen:

Conocidos los valores de todas las variables, sustituir en la siguiente expresión para hallar el nº de Froude:

\(F=\frac{v}{\sqrt{g· y}}\)

Donde:
F: nº de Froude
v: velocidad (m/s)
y: calado medio (m)

Curva de capacidad:

A partir de la expresión de Manning, despejar el caudal (Q) y dejarlo en función al calado medio (y).

\(I=\frac{n^{2}· v^{2}}{R_{h}^{\frac{4}{3}}}\)

Donde,
I: pendiente del canal
n: coeficiente de Manning
v: velocidad (m/s)
R_h: radio hidráulico (m)

Se puede obtener el valor de la energía específica (H_e) en un punto del tramo a estudio:

\(H_{e}=y+\frac{v^{2}}{2g}\)

Donde,
H_e: energía específica (m)

Resultados

1-Determinar el régimen del canal.

2-Obtener la expresión de la función Q (y).

3-Representar la curva capacidad. Analizar la relación entre Q y el calado.

4-Comprobar que, para el calado de estudio, se obtiene un valor de caudal aproximado al obtenido a partir de diferentes métodos en el primer guion.