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NOTA: Las ilustraciones que aparecen en este manual han sido obtenidas del manual de instrucciones 
del equipo, editado por Armfield Limited. 
Canal didáctico de experiencias hidrodinámicas C4-MkII
Departamento de Ciencias y Técnicas de la Navegación
y Construcciones Navales
Traducido y adaptado por Antonio J Rivera Valdés 
 
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1 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
Canal didáctico de experiencias hidrodinámicas C4-MkII 
1. Introducción al equipo 
 1.1. Diagrama 1: Extremo de entrada del canal 
 1.2. Diagrama 2: Extremo de descarga del canal 
2. Descripción 
 2.1. Visión de conjunto 
 2.2. Sección de trabajo 
 2.3. Tanque de entrada 
 2.4. Control de rebose 
 2.5. Caudalímetro opcional 
2.6. Ganchos y medidores de flujo 
2.7. Pedestales 
2.8. El banco hidráulico F1-10 
3. Operación 
3.1. Colocación del banco F1-10 
3.2. Conexión del banco F1-10 
3.3. Llenado del banco F1-10 con agua 
3.4. Montaje e instalación de los modelos 
3.5. Montaje e instalación del canal Venturi 
3.6. Instalación de bases (suelos) falsas opcionales 
3.7. Instalación de secciones de lechos rugosos opcionales 
3.8. Modelos de sellado en el canal 
3.9. Uso de maderas de retención para variar la profundidad de flujo del canal 
3.10. Instalación del tubo Pitot opcional y panel de manómetro (C4-61) 
3.11. Operación del tubo Pitot opcional y manómetro (C4-61) 
3.12. Instalación del generador de olas opcional (C4-67) 
3.13. Operación del generador de olas opcional (C4-67) 
4. Especificaciones 
4.1. Dimensiones totales 
4.2. Dimensiones de la sección de trabajo 
4.3. Pendiente del canal 
4.4. Velocidad de flujo 
4.5. Suministro eléctrico 
4.6. Suministro de agua y drenaje 
4.7. Gancho y medidores de punto (dos suministrados) 
4.8. Modelos disponibles para su uso en el canal C4-MKII 
5. Mantenimiento 
5.1. General 
5.2. Test RCD para el banco hidráulico F1-10 
5.3. Condición de prueba de agua en el banco F1-10 
5.4. Comprobación del C4-MKII para fugas 
5.5. Condición de prueba del lecho del canal 
5.6. Servicio anual total 
6. Ejercicios didácticos de laboratorio 
6.1. Índice de ejercicios 
 
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2 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
6.2. Nomenclatura general 
6.3. Nomenclatura para el flujo en superficies libres 
6.4. Derrame superior fino 
6.5. Ejercicio B: Derrame (vertido) superior ancho 
6.6. Ejercicio C: Vertedero arrugado (rugoso) 
6.7. Ejercicio D: Descarga por debajo de una compuerta 
6.8. Ejercicio E: Fuerza sobre una compuerta 
6.9. Ejercicio F: Ecuación de la energía específica 
6.10. Ejercicio G: Salto hidráulico 
6.11. Ejercicio H: Flujo a través de un canal Venturi 
6.12. Ejercicio J: Flujo a través de un sumidero 
6.13. Ejercicio K: Flujo alrededor de divisores de flujo 
6.14. Ejercicio L: Flujo sobre un aliviadero de la presa 
6.15. Ejercicio M: Flujo sobre un vertedero sifón 
6.16. Ejercicio N: Flujo a través de un sifón regulado por aire 
6.17. Ejercicio P: Flujo bajo una puerta radial 
6.18. Ejercicio Q: Flujo sobre secciones de suelo falsas 
6.19. Flujo sobre un lecho de grava 
7. Guía de instalación 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
1. Introducción al equipo 
En el estudio de la hidráulica, los conceptos fundamentales de energía y momento son a veces 
difíciles de entender, sobre todo cuando se trata del flujo de superficies libres. El canal didáctico 
multiusos Armfield ha sido desarrollado para ayudar al estudiante a superar esta dificultad. 
Proporciona una instalación básica, pero integral para los experimentos de los alumnos sobre flujo 
en canales abiertos. 
Aunque es pequeño en comparación con la mayoría de los canales de flujo, las dimensiones de la 
sección de trabajo han sido dimensionadas para que los diversos fenómenos puedan verse 
claramente y puedan obtenerse resultados razonablemente precisos a partir de las mediciones 
realizadas. 
El canal C4-MKII se suministra bien con una sección de trabajo de 2,5 metros de longitud o con una 
sección de 5 metros. Ambas versiones del canal pueden estar equipadas con un caudalímetro de 
lectura directa opcional, para mayor comodidad en la operación. También están disponibles una 
gama de modelos opcionales para aumentar las capacidades experimentales. 
El canal de flujo requiere el uso de un banco hidráulico Armfield estándar F1-10 (por separado) que 
almacena el agua para su recirculación, haciendo que la unidad sea autónoma, excepto la provisión 
de suministro eléctrico. La construcción del canal de flujo permite un fácil desmontaje, por si fuera 
necesario su transporte. 
Este manual incluye hojas experimentales que detallan algunas de las demostraciones y ejercicios 
que se pueden utilizar al operar con el canal. Hay que señalar que estos experimentos no agotan las 
posibilidades del canal o los modelos. Existen otras muchas investigaciones que un usuario 
imaginativo puede desarrollar, construyendo modelos alternativos para la instalación en el canal de 
flujo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Canal Didáctico Artificial C4-MkII, con el banco F1-10 y el caudalímetro opcional 
 
 
 
 
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4 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
1.1. Diagrama 1: Extremo de entrada del canal 
 
1.2. Diagrama 2: Extremos de descarga del canal 
 
 
 
 
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5 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
2. Descripción 
Las referencias numéricas corresponden a los dibujos de la página anterior. 
2.1. Visión de conjunto 
El canal de flujo se compone de una sección de trabajo de cara rectangular, apoyado en una 
estructura, con un tanque de entrada en un extremo. El bastidor se apoya en un pedestal y una rueda 
con un tornillo permite que el canal esté inclinado. El canal de flujo está diseñado para ser utilizado 
con un banco hidráulico Armfield F1-10, que proporciona un suministro de agua de recirculación y 
un dispositivo de medición volumétrica. 
2.2. Sección de trabajo 
La sección de trabajo del canal (1), que está abierto en la parte superior, se compone de parte de 
metacrilato que se sellan a una cama (8) fabricada a partir de una aleación de aluminio pintado. Los 
laterales transparentes permiten la visualización completa de las condiciones de circulación dentro 
de la sección de trabajo. Los espaciadores (3) a través de los bordes superiores de los lados garantizan 
la rigidez de las caras. La cama de la sección de trabajo incorpora tomas de presión con válvulas de 
aislamiento y puntos de montaje de los modelos (ver sección 3.2 para más información). Dos soportes 
montados sobre los bordes superiores de las paredes del canal permiten que los indicadores de nivel 
de gancho se utilicen para medir la profundidad en cualquier lugar a lo largo de la sección de trabajo 
(ver sección 2.6). 
2.3. Tanque de entrada 
El agua entra en la sección de trabajo paralela, a través del tanque den entrada (4), construido de 
PVC. La tubería de entrada de agua al tanque de entrada tiene salidas con difusores y el agua fluye a 
través de un difusor y una chapa perforada para reducir turbulencias en el agua y producir un flujo 
suave de agua dentro de la sección de trabajo del canal. 
2.4. Sumidero de rebose 
El nivel de flujo en la sección de trabajo puede ser controlado por un sumidero de rebose en la salida 
(10), que consta de registros de parada en una ranura. Estos rgistros de parada simplemente se 
colocan o quitan para proporcionar la profundidad de agua requerida en la sección de trabajo. El 
agua que sale del canal descarga dentro del canal moldeado en parte superior del Banco Hidráulico 
F1-10 (11), donde regresa, por gravedad, al depósito a través del tanque de medida volumétrica. 
2.5. Caudalímetro opcionalPuede suministrarse un caudalímetro opcional (9) con el canal de flujo, para proporcionar una lectura 
directa del caudal de agua que pasa a través de la sección de trabajo del canal de flujo. Esto 
proporciona un medio conveniente para la creación de varios ajustes en las demostraciones de 
canales abiertos sin la necesidad de utilizar un cronómetro repetidamente. 
 
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6 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
2.6. Gancho y calibradores de puntos 
Un par de ganchos y calibradores de punto de permiten que pueda medirse la altura del agua por 
encima de la cama en dos lugares diferentes. Los calibradores pueden estar situados a lo largo de la 
longitud del canal en soportes (2) que se encuentran en la parte superior de las caras del canal. La 
posición de cada calibre viene dada por una escala de medidas pegada a lo largo de la parte superior 
frontal del canal. Los medidores incorporan una escala con Vernier y un pequeño tornillo de ajuste 
que permite una medición precisa de la profundidad del agua. Tanto el gancho como o el punto 
pueden ser fijados en el extremo del mástil vertical del calibrador, a gusto del operador – el punto se 
utiliza mediante la observación de la reflexión sobre la superficie del agua. El gancho se usa 
observando la reflexión a través del agua. Se considera que el gancho o punto están colocados 
correctamente cuando la punta y su reflejo se tocan. Las mediciones no serán exactas si se forma 
algún menisco entre la punta y la superficie. 
2.7. Pedestales y Gato 
El canal se apoya en un par de pedestales (7) que debe ser atornillado al suelo para mayor seguridad. 
El pedestal en el extremo de entrada de la sección de trabajo está provisto de un tornillo a modo de 
gato, accionado a mano. 
Accionado por la mano del gato. Este gato de elevación permite modificar la pendiente de la cama 
del canal para ser ajustada manualmente. El tornillo se opera mediante un volante (5) y el mecanismo 
incorpora un indicador de pendiente (6) calibrada directamente en unidades de % de pendiente. Para 
operaciones normales, la pendiente debe establecerse en 0 % (lecho de nivel de canal). 
2.8. Banco Hidráulico F1-10 
El C4-MkII está diseñado para su uso con el Banco Hidráulico F1-10. El F1-10 no es suministrado como 
parte de C4-MkII. 
El agua se extrae desde un tanque en la base de la F1-10, mediante una bomba centrífuga. El agua se 
suministra a la entrada del canal de mediante un tubo flexible conectado a la salida en la parte 
superior moldeada del banco F1-10. El flujo de agua a través de la sección de trabajo puede variarse 
mediante la válvula de control de flujo situada en el lateral del banco hidráulico F1-10. 
Después de fluir a lo largo de la sección de trabajo del canal, el agua cae por gravedad en la parte 
superior moldeada del F1-10. Entonces, el agua fluye a un tanque volumétrico antes de volver al 
depósito por gravedad. El tanque volumétrico proporciona un medio (y demostración) de medir el 
flujo de agua a través del canal cuando no se utilice el caudalímetro de lectura directa opcional. 
Pueden medirse caudales de hasta aproximadamente 1,2 litros/seg usando el tanque volumétrico y 
un cronómetro (no suministrado). En funcionamiento normal, la válvula de descarga existente en la 
base del tanque volumétrico debe estar abierta para permitir recircular el agua. Cuando se quiera 
medir el caudal, bajar la válvula dentro de su apertura para cerrarla, controlando el tiempo con un 
cronómetro y midiendo luego la cantidad de agua descargada, realizando la lectura sobre el nivel 
(mirilla) situado en el lateral del F1-10. 
 
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7 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
A una velocidad de flujo alta (por encima de 1,2 litros/seg), será necesario utilizar la placa con el 
orificio circular suministrada con el C4-MkII para medir la velocidad de flujo, ya que el tanque 
volumétrico permanecerá inundado. Para instalar la placa del orificio levantar la bola y el peso desde 
la abertura en el base del tanque volumétrico, a continuación, presione la placa de orificio en la 
abertura. Para cada flujo hay que ajustar para que el nivel del agua se estabilice en el tanque 
volumétrico (esto puede tardar varios minutos después de hacer un cambio en la velocidad de flujo), 
entonces lea el valor de la escala superior de F1-10 en la mirilla (indicador de nivel). Esta lectura en 
litros se utiliza para encontrar la tasa de flujo real tasa haciendo referencia a la siguiente tabla: 
 
Tabla de Referencia de Proporción de Flujo (Sólo usado con el C4-MkII hasta 1,6 l/seg 
 
Observar que cuando se utiliza el C4-MkII inclinado conjuntamente con el Banco Hidráulico F1-10 la 
máxima cantidad de flujo disponible es de aproximadamente 1,6 litros/seg (aproximadamente 96 
litros/min). 
La información adicional sobre el Banco Hidráulico F1-10 se proporciona independientemente en el 
manual suministrado con el F1-10. Consulte este manual para una información completa, incluidas 
las instrucciones sobre instalación y puesta en funcionamiento. 
3. Operación 
3.1. Colocación del Banco Hidráulico F1-10 
El C4MkII está diseñado para su uso con el Banco Hidráulico F1-10. El canal de experiencias descarga 
entro del canal horizontal moldeado que se encuentra en la parte superior del F1-10. Por lo tanto, el 
F1-10 debe ser colocado de forma que permita la descarga de agua procedente de la parte superior 
del canal con las mínimas salpicaduras. El agua debe de entrar en el canal del F1-10 justo después del 
escalón, sin golpear el mismo, permaneciendo lejos de la pared final de dicho canal, como se muestra 
en la figura siguiente: 
 
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8 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
 
Cuando se varían el caudal y la inclinación del canal, el ángulo del agua existente en el canal variará 
ligeramente. Puede ser necesario mover el F1-10 para permitir esto, asegurando que el flujo de 
descarga siempre entra centrado en el canal para prevenir salpicaduras sobre los lados del mismo. El 
F1-10 está montado sobre ruedas para facilitar su movimiento. 
3.2. Conexión del Banco Hidráulico F1-10 
Desconectar cualquier accesorio que esté ya conectado al conector de liberación rápida sobre el F1-
10 (conector localizado dentro del canal moldeado superior sobre el F1-10). Asegurarse de que el F1-
10 está apagado y la válvula de control está cerrada; entonces desatornille el conector de liberación 
rápida desde el fondo del canal. Atornille el adaptador, suministrado con el C4-MkII, sobre la salida 
roscada en el lecho del canal, entonces conectar el tubo flexible desde el C4-MkII hasta la unión en 
la parte superior del adaptador. La unión incorpora un anillo “O” sellador en y sólo necesita ser 
apretarlo con la mano (no utilice una herramienta para apretar el accesorio). 
Para restaurar el F1-10 al uso normal; desenroscar la unión para desconectar el tubo flexible, a 
continuación, desenroscar el adaptador de la salida roscada en el lecho del canal del F1-10. Atornillar 
el conector de liberación rápida en la salida roscada para permitir que el F1-10 para ser utilizado con 
cualquier otro accesorio. Puede ser necesario mover el F1-10 ligeramente a la izquierda para permitir 
la operación con algunos accesorios, pero las ruedas del F1-10 permiten que la unidad se mueva con 
facilidad. 
3.3. Llenado del tanque del Banco Hidráulico F1-10 con agua 
Colocar una manguera de agua en el tanque volumétrico del F1-10. Llenar el tanque de 
almacenamiento con agua dulce fría levantando la válvula de desagüe en la base del tanque de 
medida volumétrico y permitiendo que el agua pase desde el tanque volumétrico hasta el tanque de 
almacenamiento. (Cuando se levante la válvula, un giro de 90º del actuador retendrá la válvula de 
desagüe en la posiciónde abierta). Entonces asegúrese de que el nivel de agua en el tanque de 
almacenamiento está al nivel de la salida en el fondo del tanque volumétrico. 
Para reducir el efecto de la tensión superficial, puede añadirse unas gotas de detergente líquido 
(Teepol o similar) en el agua del tanque de almacenamiento. Hay que observar que demasiado 
detergente puede causar espuma. 
 
 
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9 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
3.4. Montaje e instalación de modelos 
Los modelos de montaje sobre el fondo (con excepción del canal Venturi, las falsas secciones de 
fondo y el fondo artificial rugoso, como se describirá en secciones posteriores), son enganchados en 
su lugar mediante una barra de retención sobre la parte baja del modelo, usando un gancho de 
montaje. La barra que incorpora el gancho pasa a través de un orificio en la parte inferior del fondo 
del canal, e incorpora un anillo de goma en “O” para evitar fugas de agua. Cada orificio debe ajustarse 
de modo que la barra se mueva suavemente cuando se empuje hacia arriba o hacia abajo, pero 
permaneciendo en su posición sin fugas. 
Hay dos ganchos por cada sección de canal de 2,5 metros. Los diagramas siguientes muestran cómo 
se retiene el modelo en posición. El gancho apropiado se empuja hacia arriba para limpiar el fondo 
del canal. El modelo elegido se coloca sobre el gancho y entonces se desliza hasta que la barra de 
retención haga tope con el gancho. Entonces se tira del gancho hacia abajo desde abajo para asegurar 
el modelo. El modelo permanecerá en el lugar hasta que el gancho sea empujado nuevamente hacia 
arriba. 
 
 
 
 
Cuando no se usen modelos, las barras de sujeción pueden ser invertidas para minimizar las 
turbulencias sobre el flujo a lo largo del fondo del canal. Para invertir las barras, desenroscar los 
orificios de goma bajo el fondo, entonces tirar de la barra desde arriba. Volver a insertar la barra en 
el orificio desde abajo (teniendo cuidado de no dañar el anillo en “O” de goma del orificio) con la 
punta de la barra a ras del fondo del canal. Apretar el orificio de goma para mantener la barra en su 
posición. 
3.5. Montaje e instalación del Canal de Venturi 
El canal Venturi se coloca en su lugar mediante un simple tornillo ensanchador. Este se coloca entre 
las dos secciones del Venturi y se ajusta para mantenerlo pegado contra las paredes del canal. 
 
 
 
NOTA: El ensanchador debe ser colocado por encima del nivel del agua para no interferir en el flujo: 
 
 
 
 
 
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10 CANAL DIDÁCTICO DE EXPERIENCIAS HIDRODINÁMICAS Traducido y adaptado por Antonio Rivera 
3.6. Instalación de Secciones de fondo falsas opcionales 
Las secciones de fondo falsas se aseguran con el uso de agujeros en el fondo del lecho. Los ganchos 
se quitan de los agujeros y se usan pasadores en su lugar. Cada sección de fondo utiliza dos pasadores 
que se empujan a través de la sección del fondo y dentro de los dos agujeros existentes en cada 
sección de trabajo (una sección si el canal es de 2,5 metros y dos secciones si es de 5 metros). Las 
rampas finales simplemente encajan en el final requerido del fondo. El fondo elevado es comprimido 
entre el fondo y el lecho del canal.