PROBLEMAS PROPUESTOS RELATIVOS AL FLUJO UNIFORME

1. Un canal de seccin trapecial (n = 0.014) conduce un caudal de 16.6 m3/s, para lo cual el rea mojada y el ancho

superficial valen 8.2687 m2 y 7.1451 m, respectivamente. Calcule el valor de la pendiente del fondo del canal,

sabiendo que sta debe ser mnima.

2. Una alcantarilla de seccin cuadrada, y de lado, L, se instala con una de las dos diagonales en posicin vertical.

Determine los valores de la relacin y/L correspondientes a la velocidad mxima y al caudal mximo.

3. La seccin transversal de un tnel de descarga construido en concreto (n = 0.013) tiene la forma abovedada (o

de herradura) mostrada en la figura.

Sabiendo que el canal est trazado con una pendiente So = 0.002, y que el caudal mximo que puede conducir es

de 2.0 m3/s, determine: a) el ancho de la base, B; b) la profundidad del flujo, y c) la velocidad media del flujo.

4. La seccin transversal de un canal construido en tierra (n = 0.025) es de forma triangular con el fondo

redondeado por medio de un crculo de radio, r, como se muestra en la figura.

Dados = 30, So = 0.001 y T = 4.0 m, calcule el valor de r que produce el caudal mximo del flujo.

PROBLEMAS PROPUESTOS RELATIVOS AL FLUJO CRTICO

1. Un canal de concreto (ks = 0.17 mm), que tiene una seccin transversal trapezoidal, con taludes laterales 0H:1V

y 1H:1V, conduce un caudal de 2.0 m3/s, en flujo uniforme y con energa especfica mnima. Calcule la

pendiente del canal.

Si, por alguna razn, aumentase la rugosidad del fondo y de las paredes laterales, qu tipo de flujo se

presentara y por qu?

2. Para un canal de seccin rectangular, determine la relacin profundidad/ancho correspondiente a un flujo crtico

y permetro mojado mnimo.

3. Se desea disear un canal de seccin triangular cerrada, como se muestra en la figura adjunta, para conducir un

caudal, Q. Si el ancho de la base debe ser tres veces la profundidad crtica del flujo, deduzca una expresin

monmica para dicho ancho, en funcin de , , g y Q.

4. Por un canal de seccin rectangular, de 2.0 m de ancho y fondo horizontal, fluye un caudal de 5.0 m3/s, en flujo

subcrtico y con una energa especfica de 1.5636 kgfm/kgf. A cunto debe reducirse el ancho, aguas abajo,

para que se produzca un cambio de rgimen del flujo?

5. Un canal de seccin trapecial (B = 1.5 m, m = 0.5, So = 0.001 y n = 0.014) transporta un caudal, Q = 3.0 m3/s.

Calcular: a) la profundidad normal; b) la energa especfica correspondiente al flujo uniforme, c) la profundidad

crtica del flujo, dadas las profundidades alternas: 1.2 m y 0. 23405 m, y d) el caudal mximo que puede

transportar el canal con la energa especfica del literal b).

6. Una alcantarilla de una carretera se construy con la seccin mostrada en la figura adjunta.

Para = 1.1, So = 0.005 y Q = 2.3637 m3/s, calcule la profundidad crtica del flujo y el coeficiente de

rugosidad, ks, para que se presente flujo uniforme con la energa especfica mnima.

7. Un canal de seccin circular (do = 1.8 m, = 3.5 y = 1.03) conduce un caudal de 2.0 m3/s, con una

profundidad de 1.07 m. Calcule el nmero de Froude correspondiente a la profundidad alterna, y el valor de la

energa especfica mnima con la que puede fluir dicho caudal. Adems, calcule el caudal mximo que puede

fluir por el canal, con una energa especfica dos veces mayor que la Emn calculada previamente.