HIDRÁULICA DE CANALES

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN DIVISIÓN DE MATEMÁTICAS E INGENIERÍA LICENCIATURA EN INGENIERÍA ACATLÁN PROGRAMA DE ASIGNATURA CLAVE: SEMESTRE: 5º MODALIDAD (CURSO, TALLER, LABORATORIO, ETC.) HIDRÁULICA DE CANALES CARACTER HORAS SEMESTRE HORA / SEMANA TEORÍA PRÁC LAB CRÉDITOS CURSO, LABORATORIO OBLIGATORIO NIVEL: APLICADO SERIACIÓN OBLIGATORIA PRECEDENTE SERIACIÓN OBLIGATORIA CONSECUENTE REQUISITO HIDRÁULICA DE TUBERÍAS ÁREA: HIDRÁULICA HIDROLOGÍA SUPERFICIAL, ALCANTARILLADO LABORATORIO DE HIDRÁULICA DE CANALES ACREDITACIÓN DEL EXAMEN DE ORTOGRAFÍA Y REDACCIÓN O TALLER DE TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Y EXPRESIÓN ESCRITA. OBJETIVO: EL ALUMNO ANALIZARÁ EL FLUJO A SUPERFICIE LIBRE CON BASE EN LAS ECUACIONES FUNDAMENTALES, RESOLVIENDO PROBLEMAS REALES. 8 Unidad 1. GENERALIDADES DEL FLUJO EN CANALES. Objetivo: Conocerá los elementos que constituyen un canal y los tipos de flujo que pueden ocurrir en él. 1.1 Introducción, campo de acción. 1.2 Definición y tipos de canales. 1.3 Clasificación del flujo en canales. 1.4 Elementos Geométricos de canal - Tirante. - Pendiente del canal - Área hidráulica. - Perímetro mojado. - Radio hidráulico. - Ancho del espejo del agua. - Tirante medio. 1.5 Distribución de velocidades y presiones. - Curvas de iso velocidades.

2 - Velocidad máxima. - Velocidad media. - Distribución de presiones en superficies cóncavas y convexas. - Formas de cálculo. Unidad 2. FLUJO UNIFORME. Objetivo: Dimensionará la sección de un canal considerando los requerimientos de gasto, pendiente y forma de la sección. 2.1 Definición. Ecuación de Chezy. 2.2 Ecuaciones del flujo uniforme. - Manning. - Kutter. - Ganguillet Kutter. - Bazin. - Otras. 2.3 Aplicaciones. - Canales revestidos. - Canales no revestidos. - Combinación de ambos. - Problemas de revisión y diseño. 2.4 Sección óptima. - Triangular. - Rectangular. - Trapecial. - Circular. Unidad 3. ENERGÍA ESPECÍFICA. Objetivo: Analizará el régimen de flujo en un canal, con base en la energía específica del mismo. 3.1 Definición y su ecuación. 3.2 Relación tirante energía específica. - Análisis de la gráfica E vs. y - Familia de curvas. - Estado crítico. - Régimen sub- crítico y supercrítico. 3.3 Relación Tirante Gasto unitario. - Gasto unitario. - Familia de curvas. - Estado crítico y tipos de régimen. - Efecto de un cambio en el ancho del canal. 3.4 Aplicaciones Prácticas. - Problemas comunes - Con escalones.

3 - Diseño de transiciones y curvas. Unidad 4. SALTO HIDRÁULICO. Objetivo: Determinará las características del salto hidráulico calculándolo en canales de sección sencilla. 4.1 Definición, características y usos. - Hipótesis. 4.2 Ecuación general. 4.3 Relaciones tirante Fuerza específica. (y F ). 4.4 Clasificación. 4.5 Salto hidráulico en secciones particulares. - Rectangular. - Trapecial - Circular. 4.6 Cálculo y aplicaciones. - Ubicación. - Longitud. - Pérdida de energía. - Control del salto, tanque amortiguador y otros. Unidad 5. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO. Objetivo: Predecirá los perfiles de la superficie libre del agua en canales con flujo permanente. 5.1 Definición. Hipótesis. 5.2 Ecuación Dinámica. 5.3 Secciones de control. Influencia del tipo de control en el perfil del flujo. 5.4 Análisis de perfiles de flujo. - Nomenclatura. - Clasificación de perfiles. - Localización del salto hidráulico. 5.5 Métodos de solución y aplicaciones. - Integración gráfica. - Incrementos finitos. - Integración derecha. 8 Unidad 6. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO. Objetivo: Determinará el cambio de las características del flujo ante variaciones a lo largo del canal. 6.1 Generalidades. 6.2 Ecuación representativa. 6.3 Análisis con gasto creciente y decreciente.

4 6.2 Aplicaciones Nota: Se consideran 64 hrs./semestre para la impartición de las teóricas-prácticas. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA FRENCH R.H. (1990): Hidráulica de canales abiertos. México. McGraw Hill. GARDEA VILLEGAS H. (1996): Apuntes de hidráulica de canales. Facultad de Ingeniería. México. UNAM. SOTELO ÁVILA GILBERTO. (2002): Hidráulica de canales. Facultad de Ingeniería. México. UNAM. VEN T. CHOW.(1993): Open Channel Hidraulics. EUA. McGraw Hill. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA C.F.E. (1985): Manual de Diseño de Obras Civiles. Escurrimiento a superficie libre (A. 2. G. ). México. SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Se sugiere que el profesor introduzca y exponga los temas y contenidos de las diferentes unidades. Asimismo la exposición deberá respaldarse con ejemplos claros y sencillos. El profesor deberá propiciar la participación de los alumnos a través del empleo de diferentes técnicas de trabajo en grupo. Cuando los temas sean expuestos y desarrollados por los alumnos, éstos serán bajo la supervisión y guía del maestro. Se recomienda utilizar audiovisuales para apoyar los temas que así lo requieran. El profesor fomentará en los alumnos el uso y desarrollo de programas de cómputo para la solución de problemas específicos. Prácticas de laboratorio. No. Nombre de la práctica 1. Clasificación de flujos. 2. Determinación de velocidad media. 3. Distribución de velocidades. 4. Determinación del coeficiente de rugosidad. 5. Flujo uniforme (Tirante normal). 6. Elaboración de la curva Y E. 7. Efecto de un escalón en la plantilla. 8. Efecto de un cambio en el ancho del canal. 9. Tipos de salto hidráulico. 10. Determinación del salto en un canal rectangular. 11. Tipos de perfiles.. Cálculo de perfil de flujo. 13. Flujo con extracción de gasto en un canal. NOTA: Se consideran 32 hrs./semestre para la impartición de las prácticas de laboratorio. SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Acreditación de laboratorio

5 Examen final Exámenes parciales Participación en clase Series de ejercicios PERFIL PROFESIOGRÁFICO QUE SE SUGIERE Ingeniero Civil con experiencia en proyectos hidráulicos