Hidráulica de Canales

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1 PLANIFICACIÓN 2011 Hidráulica de Canales INFORMACIÓN GENERAL Carrera Ingeniería en Recursos Hídricos Departamento Hidráulica Plan de Estudios Plan 2006 Docente Responsable Alfredo Emilio rento Carga Horaria Carga Horaria Cuatrimestral EORÍA PRÁCICA 90 hs 33 hs Carácter Cuatrimestral Equipo Docente Formación Experimental 18 hs Resolución de Problemas 20 hs Resolución de Problemas de Ingeniería 13 hs Proyectos y diseños de procesos 0 hs SIIO WEB DE LA ASIGNAURA CONSULAS Y ORAS ACIVIDADES EVALUACIONES 0 hs 6 hs CONENIDOS MÍNIMOS DE LA ASIGNAURA Principios de conservación de masa, cantidad de movimiento y energía. Ecuaciones de Saint-Venant. Análisis dimensional y linealización de las ecuaciones de Saint-Venant. Ecuaciones de las ondas difusiva y cinemática. Resalto hidráulico. Flujo crítico. Flujo uniforme. Diseño hidráulico de canales. Flujo estacionario gradualmente variado. Flujo no estacionario gradualmente variado. Diseño hidráulico preliminar de alcantarillas y puentes. Descripción y aplicación del sistema computacional Hec-Ras. OBJEIVOS DE LA ASIGNAURA Que el alumno comprenda las ecuaciones de la Hidráulica de Canales y los conocimientos esenciales para el diseño hidráulico según los distintos regímenes de escurrimiento. Que el alumno aprenda la validez de la aplicación de las ecuaciones básicas para los escurrimientos unidireccionales gradualmente variados permanentes y no-permanentes a superficie libre. Que el alumno aplique los conocimientos adquiridos en tareas de laboratorio, gabinete y campo, con instrumental moderno. Que el alumno desarrolle una conducta crítica en relación a los fenómenos de la Hidráulica de Canales. CONOCIMIENOS ESPECÍFICOS PREVIOS PARA CURSAR LA ASIGNAURA Física 1, Cálculo 2, Mecánica de Fluidos MEODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Se desarrollarán: Página 1 de 16

2 Clases teóricas, expositivas con participación de los alumnos. Clases de aplicaciones prácticas en gabinete, en el Laboratorio de Hidráulica y en una clase de 9 hs en campo. Se utilizarán dispositivos de adquisición de información hidráulica y herramientas computacionales específicas. Aprendizaje basados en la resolución de problemas. PROGRAMA ANALÍICO ítulo: 1 - INRODUCCIÓN Generalidades. Referencias Históricas. Características de los flujos en canales. Principios y ecuaciones básicas: Balance de masa, balance de cantidad de movimiento, balance de energía, Definiciones: ipos de canales, geometría y parámetros característicos de un canal. Formas o tipos del flujo o corriente. Regímenes de escurrimiento. Distribución de velocidades en los canales: Coeficientes de corrección. Distribución de presiones. BIBLIOGRAFÍA: (1), (3) y (4). CARGA HORARIA: 6 horas ítulo: 2 - PRINCIPIO DE ENERGÍA Y DE CANIDAD DE MOVIMIENO EN CANALES PRINCIPIO DE ENERGÍA EN CANALES:Influencia de la pendiente. Canales de baja pendiente. Energía específica. Gráfico de la ecuación. irantes alternos. Curva de Koch. Definición de tirante crítico. Interpretaciones de fenómenos locales o singulares. Caída hidráulica. Resalto hidráulico. Obstáculos en los escurrimientos. PRINCIPIO DE CANIDAD DE MOVIMIENO: Fórmulas para su definición. Ecuación de cantidad de movimiento. Fuerza específica. Alturas conjugadas. irante crítico. BIBLIOGRAFÍA: (1), (3), (4) y (7). CARGA HORARIA: 12 horas ítulo: 3 - RESALO HIDRÁULICO Determinación con las ecuaciones de Energía Específica y de Cantidad de Movimiento. Alturas conjugadas. Longitud y ubicación del resalto. Pérdida de energía. Resalto en canales horizontales de sección rectangular. Cálculo analítico. Resalto en canales no rectangulares. Determinación de altura crítica y conjugada. Método gráfico. Cálculo del resalto hidráulico en canales horizontales. Longitud y localización del salto. Canales inclinados. BIBLIOGRAFÍA: (1), (3), (4) y (7). CARGA HORARIA: 6 horas. Página 2 de 16

3 ítulo: 4 - FLUJO CRÍICO Características del régimen crítico. Pendiente crítica. Parámetros especiales. Factor de sección crítica. Flujo de sección crítica. Cálculo del tirante crítico por métodos algebraicos, gráficos y numéricos. Secciones de control. Aforadores. BIBLIOGRAFÍA: (1), (3), (4), (7) y (8). CARGA HORARIA: 6 horas ítulo: 5 - FLUJO UNIFORME Condiciones Necesarias. Establecimiento del flujo uniforme. Variables intervinientes. Parámetros utilizados según su importancia. Brahms. Fórmula de Chezy. Determinación del coeficiente de Chezy según distintos autores. Cálculo directo. Fórmula de Manning. Rugosidad superficial. Factores para determinar n y sus variaciones. Fórmula de Cowan. Rugosidad en secciones compuestas. BIBLIOGRAFÍA: (1), (2), (3), (4) y (7). CARGA HORARIA: 6 horas. ítulo: 6 - CÁLCULO DE FLUJO UNIFORME Capacidad de conducción o conductancia. Factor geométrico o de sección para flujo uniforme. Cálculo de secciones abiertas y conductos, por gravedad. Secciones transversales compuestas. Cálculo del tirante normal por métodos algebraicos, gráficos y numéricos. Secciones de control. BIBLIOGRAFÍA: (1), (2), (3), (5), (6), (8) y (10). CARGA HORARIA: 8 horas ítulo: 7 - FLUJO GRADUALMENE VARIADO Hipótesis básicas. Forma diferencial de las ecuaciones del régimen gradualmente variado. Ecuaciones de Saint Venant. Ecuación de Continuidad. Fórmulas para el cálculo de curvas de remanso. Análisis de las curvas. Pendientes positiva, crítica, horizontal y adversa. Cálculo de tirantes en canales con ancho variable. ransiciones verticales. Diseño preliminar de alcantarillas y luces de puentes. BIBLIOGRAFÍA: (1), (2), (3), (7) y (10) CARGA HORARIA: 14 horas ítulo: 8 - FLUJO GRADUALMENE VARIADO EN CANALES CON VARIOS CAMBIOS DE PENDIENE Esquema inicial de comportamiento del pelo de agua. Secciones de control. Métodos de cálculo: Gráfico o de integración gráfica de curvas. Directo. Normal o estándar. Descripción y Aplicación del sistema computacional Hec-Ras para FGV permanentes. Página 3 de 16

4 BIBLIOGRAFÍA: (1), (3), (7) y (10) CARGA HORARIA: 14 horas ítulo: 9 - FLUJO NO PERMANENE Flujo no permanente gradualmente variado. Ecuaciones de conservación de masa y de cantidad de movimiento. Análisis dimensional y linealización de las ecuaciones de Saint Venant. Ecuaciones de onda difusiva y onda cinemática. Representación con el sistema computacional Hec-Ras de escurrimientos estacionarios y no estacionarios con geometrías regulares e irregulares, obras civiles y confluencias. BIBLIOGRAFÍA: (2), (3), (4), (6), (7), (8), (10). CARGA HORARIA: 18 horas BIBLIOGRAFÍA BÁSICA ítulo: 1 - Hidráulica de los Canales Abiertos Autores: Chow V.. ISBN: Editorial: Diana Formato: libro ítulo: 2 - Hidrología Aplicada Autores: Chow V.., Maidment D. R., Mays, L. W. ISBN: Editorial: McGraw-Hill Formato: libro ítulo: 3 - Hidráulica de Canales Abiertos Autores: French R. H. ISBN: X Editorial: McGraw-Hill, (1a. Ed.), México Formato: Descripción: 1988, 724 p. ítulo: 4 - he Hydraulics of open channel flow: an introduction Autores: Chanson H. ISBN: Editorial: Elsevier Formato: Libro Página 4 de 16

5 Descripción: 2nd Ed. ítulo: 5 - Canal 3 Autores: A. rento, A. Alvarez y F. Avila, ISBN: Editorial: s/e Formato: programa computacional Descripción: Programa computacional BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENARIA ítulo: 10 - HEC-RAS River Análisis System, User s Manual, Versión 4.1 Autores: Brunner G. ISBN: Editorial: U.S. Army Corps of Engineers Formato: libro pdf Descripción: January ( ítulo: 6 - Análisis Unidimensional de Escurrimiento en Canales Autores: Pujol A. y Menendez A. ISBN: Editorial: Eudeba Formato: Libro Descripción: 1987, 90 p. ítulo: 7 - Open Channel Flow Autores: Henderson F. M. ISBN: 10: Editorial: Macmillan Formato: Libro Descripción: 1966, 522 p. ítulo: 8 - Open Channel Hydraulics Autores: Sturm. ISBN: Editorial: McGraw-Hill, New York Formato: Página 5 de 16

6 Descripción: 2001, 493 p. CRONOGRAMA DE ACIVIDADES ema 1 Semana: 1 Docentes a Gustavo Ramón orres Descripción: ema 1 Semana: 1 Horas: 2 O Docentes a Felipe Roberto Franco Descripción: Presentación de las instalaciones del Laboratorio de Hidráulica y P. ema 2 Semana: 2 Docentes a Gustavo Ramón orres Descripción: ema 2: Principio de energía y de cantidad de movimiento en canales Semana: 2 EP Docentes a Felipe Roberto Franco Descripción: tema 2:Principio de energía y de cantidad de movimiento en canales Observaciones: Problema Nro. 1: Cálculo de los factores geométricos de un canal Problema Nro. 2: Determinación de los coeficientes alfa y beta Página 6 de 16

7 ema 3 Semana: 3 Docentes a Gustavo Ramón orres Descripción: ema 2: Principio de energía y de cantidad de movimiento en canales Semana: 3 EP Docentes a Marcela Leticia Reynares Descripción: ema 2: Principio de energía y de cantidad de movimiento en canales Observaciones: Problema Nro. 3: Principio de la energía Problema Nro. 4 : Constricción en un canal Problema Nro. 5 : Energía Específica Problema Nro. 6 : Estrechamiento gradual de un canal Problema Nro. 7 : ransición con caída hidráulica gradual Problema Nro. 8 : Escalón de fondo ema 3 Semana: 4 Docentes a Gustavo Ramón orres Descripción: emas 3 y4: Resalto hidráulico y flujo crítico Semana: 4 EP Docentes a Felipe Roberto Franco Descripción: emas 3 y 4: Resalto hidráulico y flujo crítico Observaciones: Problema Nro. 9: Fuerza Específica. Resalto Página 7 de 16

8 Problema Nro. 10: Resalto en un canal rectangular Problema Nro. 11: Resalto Problema Nro. 12: Expansión de un canal con resalto ema 9 Semana: 5 Docentes a Alfredo Emilio rento Descripción: ema 9: Flujo no permanente Semana: 5 EP Docentes a Marcela Leticia Reynares Descripción: Práctico escalón y resalto para canal rectangular Observaciones: Problema Nro. 13: Régimen crítico Problema Nro. 14: Régimen crítico Problema Nro. 15: Régimen crítico en canal rectangular. ema 9 Semana: 6 Docentes a Alfredo Emilio rento Descripción: ema 9: Flujo no permanente Actividad: Laboratorio Hidráulica 1 Semana: 6 PL Docentes a Marcela Leticia Reynares Descripción: Practico de Laboratorio 1 en canal de enseñanza: escalón y resalto Observaciones: Objetivo: Visualización y descripción de fenómenos locales (resalto hidráulico, escalón de fondo y perfil hidráulico en un vertedero de cresta ancha). Medición Página 8 de 16

9 de parámetros hidráulicos de interés y comparación con los valores obtenidos mediante fórmulas, tablas y gráficos. ema 5 Semana: 7 Docentes a Alfredo Emilio rento Descripción: ema 5: Flujo Uniforme ema 6: Cálculo de Flujo Uniforme Semana: 7 Docentes a Felipe Roberto Franco Descripción: ema 6: Cálculo de Flujo Uniforme Observaciones: Problema Nro. 16: Régimen uniforme. Cálculo del caudal. Problema Nro. 17: Cálculo del caudal Problema Nro. 18: Cálculo del tirante normal ema 6 Semana: 8 Docentes a Alfredo Emilio rento Descripción: ema 6: Cálculo de flujo uniforme ema 7: Flujo gradualmente variado Semana: 8 EP Docentes a Felipe Roberto Franco Descripción: ema 6: Cálculo de flujo uniforme Observaciones: Problema Nro. 19: Cálculo del tirante normal. Sección triangular Problema Nro. 20: Dimensionamiento (3) Página 9 de 16

10 Problema Nro. 23: Diseño. Sección hidráulica óptima Página 10 de 16

11 Actividad: evaluación Semana: 9 Horas: 2 O Docentes a Alfredo Emilio rento Descripción: Parcial 1: emas 1 a 4, y ema 9. Observaciones: continua ema 9. Preparación trabajo de campo Semana: 9 Docentes a Felipe Roberto Franco Descripción: ema 7: Flujo gradualmente variado Observaciones: Problema Nro. 24: Sección simple con rugosidad variable en paredes y fondo Problema Nro. 25: Sección compuesta y rugosidad variable Problema Nro. 28: Cowan Actividad: campo Semana: 10 Horas: 8 PC Docentes a Gustavo Ramón orres, Alfredo Emilio rento Descripción: rabajo de campo en canal 1º de mayo, zona rural de la ciudad de Esperanza Observaciones: ver Guia de trabajo de campo adjunta ema 7 Semana: 11 Docentes a Alfredo Emilio rento Descripción: ema 7:Flujo gradualmente variado en canales. Introducción al sistema Hec-Ras Página 11 de 16

12 Actividad: Laboratorio Hidráulica 2 Semana: 11 PL Docentes a Marcela Leticia Reynares Descripción: Practico de Laboratorio 2 en canal de enseñanza: curvas de remanso Observaciones: Curvas de remanso 1- Realizar las mediciones geométricas de la disposición de elementos con que cuenta el laboratorio a los efectos de visualizar y caracterizar diferents curvas de remanso. 2- Efectuar mediciones relacionadas con caudales y niveles para representar r la curva correspondiente. 3- Con las mismas realizar un esquema a escala y calcular la curva teórica con los datos relevados. 4- Comparar los resultados 5- Analizar los resultados. ema 8 Semana: 12 Docentes a Alfredo Emilio rento Descripción: ema 8: Descripción e Implementación del Sistema Hec-Ras. Actividad: Laboratorio Hidráulica 3 Semana: 12 Docentes a Marcela Leticia Reynares Descripción: Prácticos ema VIII - Práctico 3 de Laboratorio en Canal de Enzeñanza: Flujo en Alcantarillas Observaciones: Objetivo: Visualización y cálculo de los principales parámetros hidráulicos característicos del flujo a través de alcantarillas. Cálculo del coeficiente de descarga de la alcantarilla y verificación de si se mantiene constante para distintos niveles hidrométricos y distintos caudales. Página 12 de 16

13 ema 8 Semana: 13 Docentes a Alfredo Emilio rento Descripción: ema 8: Descripción e implementación sistema Hec-Ras a un canal rectangular con flujo GV. Semana: 13 PC Docentes a Felipe Roberto Franco, Marcela Leticia Reynares Descripción: Corrección de prácticos. Práctica de laboratorio Problemas propuestos. Observaciones: Problema Nro. 27: Flujo Gradualmente Variado. Método normal. ema 8 y evaluación Semana: 14 Docentes a Alfredo Emilio rento Descripción: Implementación Hec-Ras. Solución Problemas propuestos. 2 do Parcial emas 5 a 8. Observaciones: Problema Nro. 27: Flujo Gradualmente Variado. Método normal. Problema Nro. 28: Método Gráfico (3) Problema Nro. 30: Método Directo (3) Semana: 14 PC Docentes a Felipe Roberto Franco Descripción: Corrección de prácticos. Práctica de laboratorio Problemas propuestos. Página 13 de 16

14 Semana: 15 O Docentes a Gustavo Ramón orres, Alfredo Emilio rento Descripción: consulta, cierre de notas preparación de coloquios integradores. Recuperatorio de parciales: emas 1 al 9. Semana: 15 O Docentes a Felipe Roberto Franco, Marcela Leticia Reynares Descripción: corrección de prácticos de laboratorio y problemas propuestos, consultas, cierre de notas. Observaciones: Problema Nro. 32: Método Normal o Standard (3) Problema Nro. 33: Método directo. Henderson REQUERIMIENOS DE LA ASIGNAURA Detallar cuanto sea necesario para que los alumnos no tengan dudas sobre cada uno de estos requerimientos: Para Regularizar: De acuerdo al Régimen de Enseñanza vigente en la FICH, se estableció el Régimen de Promoción Directa para todas las asignaturas, mediante un Sistema de Evaluación Continua. De tal modo, se evaluarán las siguientes actividades durante el cuatrimestre, obligatorias para todos los alumnos: 1. Evaluaciones Parciales eórico Prácticas 2. Informes de los trabajos prácticos de laboratorio. 3.Ejercitación práctica en gabinete. 4.Informe del trabajo de campaña. 5.Informes de los problemas propuestos. Las evaluaciones se inscriben en el Régimen de Promoción Directa, de carácter obligatorio tal como lo establece el Reglamento de Enseñanza de la FICH, en su Capítulo VI. La nota resultante de una ponderación de las calificaciones de las cinco actividades, llamada Nota Etapa 1 (NE1), permitirá decidir la condición de Promocionado, Regular o Libre (ver abla 1). Página 14 de 16

15 Se harán dos evaluaciones parciales de teoría y práctica, en forma escrita y sobre la base de cuestionarios preparado por los profesores, cuyo énfasis estará puesto en la interpretación física y conceptual de los contenidos de la asignatura. Para aprobar cada parcial se requiere una nota mínima de 40/100 y ambos se pueden recuperar. En caso de no alcanzar el mínimo del 40% en alguno de ellos o en los recuperatorios, el alumno queda Libre. Los informes escritos de las actividades 2, 3 y 4, individuales o grupales, deben ser presentados por los alumnos en fechas preestablecidas y aprobados con una nota mínima de 60%. Su incumplimiento, sin causa justificada, dará lugar a un descuento en la calificación obtenida, proporcional a la demora en la entrega. Para Promocionar: Coloquio Final Integrador (CFI). En esta etapa los alumnos estarán en condiciones de aplicar e integrar los conocimientos adquiridos en la Etapa 1, dando cuenta de procesos de síntesis. El CFI es obligatorio y eliminatorio como instancia final de evaluación integradora. El CFI se deberá llevar a cabo antes o durante los dos (2) turnos de exámenes consecutivos a partir de la finalización del cursado de la asignatura, estableciéndose también un máximo de dos (2) oportunidades para las presentaciones por parte del alumno. La aprobación del CFI requiere la obtención de siete (7) puntos (calificación correspondiente a un concepto de Bueno) como mínimo, con lo cual se considera promovido al alumno en la asignatura. Quedará a criterio del Profesor Responsable de la asignatura la forma en que se ponderarán, los distintos aspectos valorados en el CFI en la nota final. El alumno que no apruebe el CFI quedará en condiciones de alumno regular. (Anexo Reglamento de Enseñanza Res. 364/08) EXAMEN FINAL La condición de alumno regular se mantiene tres cuatrimestres consecutivos luego de la finalización del cursado (Artículo 37, Inciso a del Régimen de Enseñanza de la FICH), o hasta alcanzar tres aplazos en la asignatura. Para Alumnos Regulares: Resolución de problemas de gabinete. Examen de teoría. Para Alumnos Libres: Resolución de problemas de gabinete y de laboratorio. Examen de teoría. EVALUACIONES PARCIALES Página 15 de 16

16 Powered by CPDF ( Fecha: ítulo: Parcial 1 emas / Descripción: Parcial 1: temas 1 a 4, y 9 Fecha: ítulo: Parcial 2 emas / Descripción: Parcial 2: temas 5 a 8 Fecha: ítulo: recuperatorio parciales emas / Descripción: Recuperatorio parciales 1 y 2 INFORMACIÓN COMPLEMENARIA No se ha ingresado información complementaria para esta asignatura Página 16 de 16