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Manual de prácticas de
hidráulica de canales
Código
MADO-03
Versión
01
Página
1/5
Sección ISO
7.3
08 de agosto de
Fecha de emisión
2016
Facultad de Ingeniería
Área/Departamento: Laboratorio de hidráulica
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Energía Específica I
Elaborado por:
Revisado por:
Autorizado por:
Vigente desde:
M.I. Alejandro Maya
Franco, M.I. Alexis
López Montes e Ing.
Mónica Villa Rosas.
M.I. Alexis López
Montes e Ing. Mónica
Villa Rosas.
Dra. Ma. del Rosio
Ruíz Urbano
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1. Seguridad en la ejecución
1
Peligro o Fuente de energía
Rejillas de los canales del
cárcamo
Riesgo asociado
Posible caída
2
2. Objetivos de aprendizaje
I.
Objetivos generales:
El alumno aplicará los conceptos de energía específica para determinar el régimen en un
canal y las variaciones en el tirante.
II.
Objetivos específicos:
Analizar el efecto que produce una transición vertical ascendente en el perfil del agua en
un canal de sección constante.
3. Introducción





Elementos geométricos en un canal
Tipos de flujo en canales
Velocidad media en canales y tubo Pitot
Energía Específica y régimen crítico
Flujo en una transición vertical
4. Material y Equipo
 Canal horizontal de sección rectangular con descarga libre, alimentado por una
bomba con motor eléctrico.
 Transición vertical ascendente.
 Manómetro diferencial cerrado, limnímetro de punta y tubo de Pitot.
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5. Desarrollo
I. Actividad 1 (Transición vertical ascendente)
1. Medir la diferencia de niveles de mercurio h en el manómetro diferencial cerrado de
la tobera:
h=_________ m
2. Calcular el gasto Q, en m3/s, que pasa por el canal con la siguiente ecuación de
calibración de la tobera:
Q  0.1239 h = ___________ m3/s
3. Determinar el tirante crítico yc, para un ancho de plantilla b = 0.20 m.
yc 
g
3
Q2
= _________ m
g b2
aceleración de la gravedad, 9.81 m/s2
4. Identificar 3 secciones de análisis como se muestra en la Figura 1, localizando el
tirante calculado en el punto anterior en la sección dos.
Ns
2
1
Nf
y2
y1
b=0.20 m
y3
z.
1m
0.78 m
z = 0.093 m
3
1m
Figura 1. Secciones de medición en el canal
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5. Medir el nivel del fondo del canal Nf y el de superficie libre del agua NS en cada
sección, en m, y con el tubo de Pitot (Figura 2), la carga de velocidad ham, en m.
Registrar las mediciones en la Tabla 1.
h am
0.6y
Figura 2. Tubo de Pitot
Tabla 1. Tirantes y cargas de velocidad en el canal
Nf
Ns
y= Ns - Nf
ham
Sección
[m]
[m]
[m]
[m]
1
2
3
6. Análisis del efecto que produce una transición vertical ascendente en el perfil del
agua en un canal de sección constante.
Transición vertical ascendente
1. Para los tirantes medidos en las tres secciones, determinar: área hidráulica (A, en
m2), perímetro mojado (P, en m), radio hidráulico (Rh, en m), ancho de la superficie
libre del agua (T, en m), tirante medio (Y, en m), velocidad media (V, en m/s), carga
de velocidad (ha, en m), energía específica (E, en m), energía total (H, en m)
considerando el nivel de fondo de la sección 1 como el plano de referencia.
2. Determine el tipo de flujo de acuerdo con:
 Número de Reynolds (laminar, transición o turbulento)
 Número de Froude (subcrítico, crítico o supercrítico)
 Tiempo (permanente o no permanente)
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 Espacio (uniforme o variado)
Considere un valor de viscosidad cinemática del agua de 1 x 10-6 m2/s.
3. Calcule el error relativo, en por ciento, entre las cargas de velocidad medidas con el
tubo Pitot y las calculadas en el punto 1.
4. Calcular y dibujar la curva de energía específica.
E y
Q2
y 2b 2 2 g
y, m
V2
2g
.
y
y
yc
Emin
E
E, m
Figura 3. Curva de energía específica
5. Ubicar en la curva del punto anterior los tirantes medidos
7. Conclusiones
8. Bibliografía
Sotelo, A. G. Hidráulica de Canales, Facultad de Ingeniería, UNAM. México, 2001.