Hidraulica de canales S1 s2

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HIDRAULICA DE CANALES
INTRODUCCIÓN AL FLUJO EN CANALES ABIERTOS
Mg. Giovene Pérez Campomanes
Logro específico de aprendizaje:
Al término de la unidad, el alumno tendrá el conocimiento
teórico de los parámetros que intervienen en el diseño de un
canal o en un flujo externo.
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ESQUEMA GENERAL 
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INVESTIGACIONES:
Las condiciones topográficas, geológicas, clase y volumen de excavación,
revestimiento, permeabilidad, resistencia a la cimentación, estabilidad de
taludes y otros son condiciones de emplazamiento que determinan el tipo y
componentes de la Estructura.
Una correcta interpretación de la información de soporte para el diseño de las
obras hidráulicas, asegura el éxito del funcionamiento de estas estructuras
(Sorayda Villamarín, s/a)
El banco de pruebas se diseñó según la norma ISO 3455-1976(E),
aprovechando el cana existente en la USB. Los gráficos con los resultados de la
calibración (36 experimentos), se ajustan al comportamiento parabólico
esperado y se observó que las versiones con álabes curvos presentaron una
mayor sensibilidad que aquellas con álabes planos. Además, se obtuvo una
buena concordancia entre los resultados experimentales y el modelo teórico
desarrollado. Se mencionan las ventajas, desventajas y el posible campo de
aplicación del medidor(Rojas, 2000)
La prueba de Anderson-Darling permitió demostrar que los resultados, al evaluar
la velocidad instantanea, no siguen una distribución normal, por lo que la
mediana es el parámetro estadístico para definir el valor de la velocidad de corte.
La aplicación de la metodología se puede extender al uso de instrumentos de
baja frecuencia de muestreo o convencionales; por ejemplo, un tubo de Prandtl,
molinete e incluso para los perfiladores acusticos de efecto Dopper montados
en un bote movil o anclados en el fondo del cauce.
• Los resultados del software desarrollado tienen en error menor al 0.1% comparado
con los valores calculados por HCANALES, por lo cual es válida la utilización de
éste programa para los diferentes cálculos a realizarse.
• El desarrollo de paquetes informáticos, es indispensables en la actualidad para la
resolución de ejercicios como el cálculo del tirante normal, tirante crítico,
caudal, sección hidráulica óptima, elementos geométricos, número de
Froude, tipo de flujo y energía específica ya que con estos programas se optimiza
de mejor manera el tiempo empleado en los cálculos.
• Mediante la utilización de programas para la resolución de ejercicios se reduce el
riesgo de cometer errores en el cálculo que al resolverlos de manera manual.
• Mediante la utilización del software desarrollado se puede realizar el cálculo de la
sección transversal del canal de una manera más rápida y eficiente; para
posteriormente realizar el diseño respectivo del canal a construirse(Naranjo, 2016).
INTRODUCCION
El flujo en conductos abiertos (cursos naturales, canales, etc.) se
caracteriza por la presencia de una superficie libre, esto es, una
interfase entre la superficie del líquido y la atmósfera.
La fuerza motivadora del flujo es esencialmente la componente de la
fuerza de gravedad en la dirección de la pendiente del canal o curso
natural. Sin embargo, pueden también estar presentes fuerzas de
presión e inercia.
Definición: 
Canales: Son conductos abiertos en los cuales el agua circula debido a la acción 
de la gravedad y sin ninguna presión, dado que la superficie libre del liquido 
esta en contacto con la atmosfera.
El flujo en un canal puede ser permanente o no
permanente, según que las condiciones de flujo
permanezcan invariables o cambien con el tiempo.
Ejemplos:
Flujo P: La conducción de un caudal constante en
un canal de riego.
Flujo no P: La descarga de un huayco.
El flujo permanente puede ser
uniforme o variado, dependiendo de
si la velocidad y el tirante
permanecen constantes o cambian
con la posición.
El F.P. y U. se produce cuando las
fuerzas motivadoras del flujo
(gravitatorias) y las de resistencia
(fricción) son iguales y opuestas.
Una característica
del flujo
permanente y
uniforme en canales
es que la línea de
energía es paralela a
la superficie libre y
ésta es paralela al
fondo del canal.
• hf = So x L
De esta manera, la
pérdida de energía
está directamente
relacionada con la
pendiente del canal:
Donde:
Q = Caudal en, m3 / s
V = Velocidad media del agua, en m / s
S = Pendiente, en m / m
n = Coeficiente de rugosidad, sin unidades
Z = Talud
b = Ancho de solera, en m.
y = Tirante, en m.
A = área hidráulica, en m2
B.L = H – y borde libre, en m.
H = Profundidad total desde la corona al fondo del canal, en m.
C = Ancho de corona, en m.
B= Espejo de agua.
Actividades de aplicación colaborativa
ESTRUCTURA PPT
2. Hallar para el canal de sección transversal que se muestra en la figura los
parámetros hidráulicos: A, P, T, D y R.
ESTRUCTURA PPTAprendizaje evidenciado
TRABAJO APLICATIVO(Tarea 2)
Ejemplo:
Se formaran grupos de trabajo, que aplicando la metodología desarrollada anteriormente resuelva los siguientes
ejercicios.
1. Calcular el A, P y R, de las siguientes secciones de flujo, los taludes para el canal triangular y trapezoidal es 1:1.
ESTRUCTURA PPTAprendizaje evidenciado
TRABAJO APLICATIVO
2. Calcular los elementos geométricos de la sección de canal de las siguientes secciones de flujo. El
Valor de X = 9.
INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN
CRITERIO DESCRIPCIÓN NL EP L COMENTARIO PTJE
Trabajo colaborativo Colaboran entre 4 o 5 estudiantes para el diseño y 
elaboración de la propuesta de sesión de clase.
0 2 4
Gestión de la 
información
Presenta información relevante de manera clara y 
precisa.
0 3 6
Redacción
Redacta la información de manera legible y 
cuidando las reglas ortográficas.
0 2 4
Material de apoyo
Presenta material o recurso adicional de manera 
creativa.
0 2 4
Puntualidad
La entrega del trabajo cumple con los plazos 
establecidos
0 1 2
•Al finalizar la sesión de aprendizaje los estudiantes desarrollara ejercicios conocimiento teórico de los
parámetros que intervienen en el diseño de un canal o en un flujo externo y la aplicación, mostrando,
orden, información precisa , redacción legible y puntualidad.
CONCLUSIONES FINALES:
Conclusiones:
Al concluir la sesión los alumnos cuentan con el conocimiento
acerca de los parámetros que intervienen en el diseño de
canales en un flujo externo.
Y de un aprendizaje logrado a traves de la ejecución y
desarrollo de ejercicios.
BIBLIOGRAFIA
N° Referencias Bibliográficas
Naudascher, E. (2013). Hidráulica de canales: diseño de estructuras. (1°
ed.). México: Limusa. 
Autoridad Nacional del Agua. (2010). Manual: Criterios de diseños de obras 
hidráulicas para la formulación de proyectos hidráulicos multisectoriales y de 
afianzamiento hídrico. Dirección de Estudios de Proyectos Multisectoriales.
Pérez, G (2016). Manual de obras hidráulicas.
https://civilgeeks.com/2016/03/12/manual-de-obras-hidraulicas-ing-
giovene-perez-campomanes/
Villón, M. (2007). Hidráulica de Canales. (2° ed.). Editorial Villón. 
Saldarriaga, J. (2007). Hidráulica de Tuberías. Universidad de los Andes. 
Editorial Alfaomega. 
Chow Ven Te. Open Channels Hydraulics, Editorial Diana
EMAIL:
C18640@utp.edu.pe
Web: http://es.slideshare.net/gioveneperezcampomanes/edit_my_uploads
PREGUNTAS
Gracias
Docente: Mg. Ing. Giovene Pérez Campomanes.