PROGRAMA ANALÍTICO HIDRAULICA II (CIV 230)

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1 1. IDENTIFICACION UNIVERSIDAD AUTÓNOMA GABRIEL RENÉ MORENO PROGRAMA ANALÍTICO HIDRAULICA II (CIV 230) Asignatura HIDRAULICA II Código de asignatura(sigla) CIV 230 Semestre 6 Prerrequisitos CIV 229 Horas semanal (HS) HT 4 HP 2 LAB 0 THS 6 Créditos (CR) 5 Período académico II / 2011 Docente Germán Palenque Espada 2. JUSTIFICACION El estudio de la hidráulica es de gran utilidad, puesto que permite conocer las características del flujo y su aplicación para el diseño tanto de conductos a presión como también a superficie libre. El conocimiento de la hidráulica permite el diseño de diferentes obras en la ingeniería civil, por ejemplo. Drenaje pluvial en áreas urbanas, redes de alcantarillado sanitario, instalaciones hidro-sanitarias, drenaje de carreteras, diseño de puentes, drenaje de aeropuertos, sistemas de distribución de agua potable. 3. OBJETIVOS GENERALES Analizar el flujo a presión en tuberías mediante el modelo de flujo permanente para su aplicación práctica en el diseño de sistemas de conducción de fluidos. Analizar el flujo a superficie libre considerando el modelo de flujo permanente y su aplicación práctica al diseño de canales y estructuras similares de las obras de infraestructura. MINIMO Aplicaciones del flujo de fluidos a presión. Flujo en canales. Tipos de flujo y sus ecuaciones gobernantes. Energía en canales. Flujo crítico. Caudal máximo. Número de Froude. Perfiles hidráulicos. Medida del flujo de fluidos. Orificios. Vertederos. 4. TEMATICO UNIDAD I: FLUJO DE FLUIDOS EN TUBERÍAS TIEMPO: 12 horas Calcular la magnitud de la pérdida de carga para un flujo laminar o para uno turbulento en conductos y tubos redondos para su aplicación en la ecuación de la energía o teorema de Bernoulli.

2 1.1 Introduccion 1.2 Tipos de flujo en tuberías Flujo laminar Flujo turbulento Numero de reynolds Velocidad critica 1.3 Tension cortante en la pared de una tubería 1.4 Distribucion de velocidades 1.5 Perdidas de carga en tuberías Perdida de carga por friccion - Método de darcy weissbach - Método de hazen willians Perdida de carga localizada Perdida de carga total UNIDAD II: SISTEMAS DE TUBERÍAS TIEMPO: 15 horas Calcular la pérdida de carga total, las diferencias de elevación, ó las diferencias de presión en los diferentes sistemas de tuberías, depósitos, bombas para un caudal constante. 2.1 Introduccion 2.2 Tuberias en serie o compuestas 2.3 Tuberias en paralelo 2.4 Tuberia equivalente 2.5 Tuberias ramificadas 2.6 Red de tuberías 2.7 Metodo de hardy- cross UNIDAD III: FLUJO EN CANALES ABIERTOS TIEMPO: 9 horas Describir los elementos geométricos de los canales y los parámetros que caracterizan al flujo. Caracterizar el flujo de agua en canales bajo diferentes criterios 3.1 introduccion 3.2 Tipos de canales Canales naturales Canales artificiales 3.4 Elementos geométricos 3.5 Parametros hidráulicos 3.6 Tipos de flujo en canales 3.7 Flujo laminar y flujo turbulento 3.8 Regimen de flujo

3 3.8.1 numero de froude - régimen subcritico - régimen critico - Régimen supercritico 3.9 criterios temporal y espacial Criterio temporal - flujo permanente - flujo no permanente Criterio espacial - Flujo uniforme - Flujo variado Gradualmente variado Rápidamente variado UNIDAD 4: ECUACIONES PARA EL FLUJO EN CANALES TIEMPO: 9 horas Analizar las ecuaciones de flujo en canales para el modelo de flujo permanente y uniforme. 4.1 Introduccion 4.2 ecuacion de continuidad 4.3 ecuacion de energia 4.4 Energia especifica 4.5 Condiciones criticas de flujo Flujo subcritico Flujo critico Flujo supercritico 4.6 Fuerza especifica 4.7 Fuerza tractiva 4.8 Distribucion vertical de la velocidad del flujo UNIDAD 5: FLUJO PERMANENTE Y UNIFORME EN CANALES TIEMPO: 12 horas Aplicar las ecuaciones de flujo para el diseño de canales con el criterio de flujo permanente y uniforme. 5.1 Introducción 5.2 Ecuaciones de resistencia 5.3 Ecuacion de chezy 5.4 Ecuacion de manning 5.5 Calculo del flujo uniforme 5.6 Pendiente normal y critica 5.7 Diseño de canales mediante el criterio de la seccion hidráulica optima

4 5.8 Canales con rugosidad compuesta 5.9 Canales de seccion compuesta UNIDAD 6: FLUJO PERMANENTE VARIADO TIEMPO: 12 horas Analizar las Ecuaciones del Flujo en canales para los modelos de flujo permanente, gradualmente variado y rápidamente variado. 6.1 introduccion 6.2 flujo permanente gradualmente variado ecuacion dinamica de flujo gradualmente variado clasificacion de los perfiles de flujo metodo general de calculo de perfiles hidráulicos 6.3 flujo rapidamente variado resalto hidráulico en canales rectangulares tipos de resalto el perfil superficial localizacion del resalto UNIDAD 7: FLUJO SOBRE VERTEDEROS Y ORIFICIOS TIEMPO: 9 horas Analizar el flujo sobre vertederos de pared delgada de diversas formas geométricas 7.1 Introduccion 7.2 Vertederos de pared delgada 7.3 Capacidad de descarga de los vertederos Vertedero rectangular Vertedero triangular Vertedero trapezoidal Vertedero parabolico Vertdero circular Vertdero proporcional 7.4 Vertederos de pared gruesa 7.5 Capadidad de descarga 7.6 Forma de la cresta de vertederos de rebose 5. METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Se utiliza el método Explicativo - Ilustrativo, con trabajos de investigación relacionados con la geometría de los canales. MEDIOS DE ENSEÑANZA: Se utiliza el pizarrón y el proyector de transparencia.

5 6. CRONOGRAMA Tema Hrs Unidad I 12 Unidad II 15 1er. Ex. Prac 3 1er. Ex. Prac 3 Unidad III 9 Unidad IV 9 Unidad V 12 Unidad VI 12 2do.Parcial 3 2do.Parcial 3 Unidad VII 9 Ex. Final 3 2da. Instancia 3 Semanas/días SISTEMA DE EVALUACION SISTEMA PROPUESTO COMPONENTES Y SU ESTRUCTURA Se realizará una evaluación inicial para diagnosticar los conocimientos de los alumnos. Se efectuará evaluación continua de los trabajos desarrollados. Se tomará dos Evaluaciones Parciales (teoría y práctica) y una Evaluación Final. Primera Evaluación Parcial (Unidades 1,2,3) 7 Semanas Secuencia a ejecutar Trabajos prácticos de investigación con presentación escrita y defensa de los mismos. Examen con teoría y practica. Segunda Evaluación Parcial (Unidades 4, 5, 6, 7) 8 Semanas. Secuencia a ejecutar Prácticos con presentación escrita y defensa de los mismos. Examen con teoría y practica. Evaluación Final Trabajo de campo Examen teórico práctico con aplicación de los conocimientos obtenidos.

6 FUNCIONES DE LA EVALUACION La evaluación inicial tiene como propósito evaluar el nivel de conocimientos que tiene el alumno al ingresar a la materia. La evaluación de la primera parte será de acuerdo con los temas avanzados al igual que en la segunda parte, se irán ejecutando de acuerdo al avance, la presentación de los trabajos será por grupos de 4 alumnos, escrita y requisito para ingresar al examen. La calificación de los diferentes componentes será de acuerdo a las siguientes escalas. Primera Evaluación: 30% Presentación de Prácticos 5% Examen 25% Segunda Evaluación: 30% Presentación de prácticos 5% Examen 25% Evaluación Final : 35% Trabajo de campo 5% Sobre toda la Asignatura 35% Tiempo dedicado a toma de Exámenes y Prácticos dos semanas. (12 horas) 8. BIBLIOGRAFÍA Chow Ven Te, Hidráulica de Canales Abiertos, Mc Graw Hill, Santa Fé de Bogotá, French Richard, Hidráulica de Canales Abiertos, Mc Graw Hill, 1993 Mott L. Robert, Mecánica de Fluidos Aplicada, Prentice Hall, México, 1996 Giles Ranald, Evett Jack, Liu Chang, Mecánica de los Fluidos e Hidráulica, Mc Graw Hill, Saldarriaga Juán G., Hidráulica de Tuberías, Mc Graw Hill, Santa Fé de Bogotá, 1998.