CANAL RECTANGULAR CON CALADOS VARIABLES

Vídeo con el desarrollo de la práctica

Objetivo

Determinar el tipo de régimen en los diferentes puntos de una sección con calados variables; además del calado crítico.

Fundamento teórico

Régimen de un fluido:

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

\(F=\frac{v}{\sqrt{g· y}}\)

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

F<1 – Régimen lento.
F=1 – Régimen crítico.
F>1 – Régimen rápido.

Calado crítico:

F=1; es decir, calado del régimen crítico.

Datos

El ancho del canal y el caudal, obtenidos en el primer guion “Características hidráulicas de un canal”.

Se supone pendiente nula.

Desarrollo

Se introduce en el interior del canal un escalón, esto provoca que varíen los calados.

Para el estudio, se diferencian los tres tramos siguientes:

Tramo 1:

-Medir con una regla el calado (y₁).

-Calcular el nº de Froude y determinar el tipo de régimen en este tramo. Sabiendo que:

\(Q=v· S\)

Donde,
Q: caudal (m³/s)
v: velocidad (m/s)
S: sección (m²)

Tramo 2:

Sabiendo que se encuentra en régimen crítico:

-Calcular el calado (y₂) a partir de la expresión de Froude.

Tramo 3:

-Obtener el calado (y₃) igualando la expresión de energía específica para los puntos de los tramos 1 y 3:

\(He_{1}=He_{3}\)

\(y_{1}+\frac{v_1^2}{2g}=y_{3}+\frac{v_3^2}{2g}\)

Donde,
He_i:energía específica en un punto (m)
y_i: calado en un punto (m)
v²/2g: término cinético (m)

-Determinar a partir de la expresión de Froude el régimen.

Resultados

1- Determinar los valores del calado en cada tramo.

2- Determinar el régimen en cada tramo.

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