Ejercicios de Canales Abierto

1.- Cul es el mximo caudal que puede circular por un canal de seccin rectangular, ancho b=1.5m con una energa especifica disponible de 2.8m?

Reemplazando en la ecuacin de energa:

Despejando Q:

Al despejar Q se encuentra un ecuacin con dos incgnitas. Para encontrar el mximo caudal, es posible derivar con respecto a h e igualo a cero.

Con lo cual fue posible obtener el valor de h, siendo este h= 1.866 [m]

Con la altura ya obtenida ser proseguir a calcular la velocidad, siendo esta: V= 4.279 [m/s] ya con estos datos ser posible calcular el q mximo, a travs de la ecuacin.

Q = V*A Q = 4.279 * (1.5*1.866)

Q = 11,981 [m3/s]

2.- Demostrar que para un vertedero de cresta ancha la ecuacin que define el caudal terico es:

Igualando energa en 1 y 2:

E1=E2

Elevando ambos lados de la ecuacin a 3/2

Recordando:

Q =

3.- Determine la altura conjugada y la longitud del resalto hidrulico en un canal rectangular de b = 5 pies, Q = 150 pies3/s, n = 0.013, y i = 0.050. El flujo aguas arriba del salto hidrulico es uniforme. Cul es la prdida de energa en el resalto?Primero se parte calculando la altura conjugada, para eso debemos conocer la altura normal en el primer tramo (entes del resalto).

Conociendo ya la altura normal 1, procedemos a calcular la altura conjugada:

Con esto podemos calcular que:

Ahora para calcular la longitud del resalto, se hace una tabla para ver la perdida de energa y la distancia.

Por lo que podemos concluir que la longitud del resalto es 0.16 ft y la prdida de energa fue de 0.962 ft.

4.- Un vertedero rectangular de pared delgada tiene 20 pies de longitud. La altura del vertedero desde el fondo del canal hasta la cresta es de 8 pies. Desarrolle y dibuje la curva de relacin entre Q vs. H, para este vertedero. Use valores de H desde 0 a 3 pies para desarrollar la curva

Para calcular el caudal con un vertedero de pared delgada, sabemos que:

, donde

Para graficarlo, se hace una tabla en Excel:

Graficando:

5.- Para el rea de una seccin dada, determinar las dimensiones ptimas de un canal trapezoidal.

Radio hidrulico mximo

Entonces se tiene que para los canales trapezoidales la seccin ptima ocurre cuando:

3

_1286295403.unknown

_1286300227.unknown

_1286301957.unknown

_1286302046.unknown

_1288979295.unknown

_1286302039.unknown

_1286300278.unknown

_1286296864.unknown

_1286298391.xlsHoja1

h (ft)A(ft)P(ft)R(ft)Altura Velocidad (ft)E (ft)Ei - Ei-1(ft)(delta)X (ft)

1.7228.6108.4441.0204.7426.464

4.92224.61014.8441.6580.5805.502-0.9620.160

17.4216027875

0.2722125436

Hoja2

Hoja3

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_1286293676.unknown

_1286294228.unknown

_1286294424.unknown

_1286294154.unknown

_1286293510.unknown

_1286293586.unknown

_1286293486.unknown