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Geometría y pérdida en una curva, este documento es una diapositiva de la materia de hidráulica de canales
Tipo: Diapositivas
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LA COSTA CHICA
GEOMETRÍA Y PÉRDIDA EN UNA CURVA DEBIDO A LA INCAPACIDAD DE LOS LÍQUIDOS PARA RESISTIR LOS ESFUERZOS CORTANTES, LA SUPERFICIE LIBRE DEL FLUJO UNIFORME PERMANENTE SIEMPRE ES NORMAL A LA RESULTANTE DE LAS FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE EL AGUA. EL AGUA EN UN DEPÓSITO TIENE SUPERFICIE HORIZONTAL, DEBIDO A QUE LA ÚNICA FUERZA QUE ACTÚA SOBRE ELLA ES LA FUERZA DE LA GRAVEDAD. EL AGUA REACCIONA DE ACUERDO CON LA PRIMERA LEY DEL MOVIMIENTO DE NEWTON: FLUYE EN LÍNEA RECTA, SALVO QUE LA DESVÍE UNA FUERZA EXTERNA DE SU TRAYECTORIA. CUANDO SE OBLIGA AL AGUA A CIRCULAR EN UNA TRAYECTORIA CURVA, SU SUPERFICIE ADOPTA UNA POSICIÓN NORMAL A LA RESULTANTE DE LAS FUERZAS DE GRAVEDAD Y DE LA ACELERACIÓN RADIAL. LA FUERZA DEBIDA A LA ACELERACIÓN RADIAL ES IGUAL A LA FUERZA REQUERIDA PARA GIRAR EL AGUA DESDE UNA TRAYECTORIA RECTILÍNEA O PARA M, UNA MASA UNITARIA DE AGUA, EN DONDE V ES LA VELOCIDAD PROMEDIO, EN PIES/SEG, Y R, EL RADIO DE CURVATURA, EN PIES, DE LA LÍNEA DE CENTRO DEL CANAL. LA SUPERFICIE DEL AGUA FORMA UN ÁNGULO Θ CON LA HORIZONTAL, EN TAL FORMA QUE:
FIGURA 2.57. PERFIL DE LA SUPERFICIE LIBRE DEL AGUA EN UNA CURVA EN UN CANAL CON FLUJO SUBCRÍTICO.
Las secciones de canales naturales son, por lo general, muy irregulares, y a menudo varían desde aproximadamente una parábola hasta aproximadamente un trapecio. Para corrientes sujetas a crecientes* frecuentes, el canal puede constar de una sección principal del canal que conduce los caudales normales y una o más secciones laterales de canal para acomodar los caudales de desborde.
TABLA 2.1 ELEMENTOS GEOMETRICOS DE SECCIONES DE CANAL
Secciones geométricas cerradas diferentes del círculo se utilizan con frecuencia en alcantarillados de aguas negras, de manera particular para alcantarillas suficientemente grandes que permiten la entrada de un hombre. Estas secciones reciben diferentes nombres de acuerdo con su forma; pueden ser en forma de huevo, ovoides, semielípticas, en forma de U, catenaria, herradura, manija de canasto, etc. Los rectángulos y cuadrados completos, también son comunes en alcantarillados grandes. Las dimensiones y propiedades de secciones de alcantarillas se encuentran en textos sobre alcantarillados. Una sección geométrica especial, conocida como catenaria hidrostática o linearía [4,5], es la forma de la sección transversal de un canal compuesto por hojas flexibles que se suponen de peso insignificante, lleno con agua hasta la parte superior de la sección y firmemente soportado en los extremos superiores de los lados pero sin efectos de fijación. La catenaria hidrostática ha sido utilizada para el diseño de algunas canaletas elevadas de irrigación. Estas canaletas se
