Hidráulica de Cañerías y Canales – Arturo Rocha Felices El propósito de este libro es suministrar al lector los conocimientos esenciales de Hidráulica y Mecánica de los Fluidos que se requieren para el diseño de cañerías y canales y para otras aplicaciones de Hidráulica General. En este libro se presenta el modo perfecto de pronosticar el escurrimiento y los fenómenos de corriente para determinadas condiciones dadas. De otro lado, se ofrece asimismo los conocimientos básicos para el estudio siguiente de Hidráulica Fluvial, Irrigación, Drenaje, Abastecimientos de Agua, Hidroelectricidad, etcétera El desarrollo de los temas se apoya en conceptos básicos de Mecánica de Fluidos adquiridos previamente en los próximos temas: Hidrostática, Cinemática de los Fluidos, Ecuaciones de Euler, NavierStokes y Bernoulli, Similitud Hidráulica y Análisis Dimensional. En la Hidráulica de cañerías y canales vamos a trabajar con fluidos reales como agua, aceite o bien petróleo. Al tener estos fluidos viscosidad va a haber que aceptar la existencia de tensiones tangenciales dentro de la masa fluida y deberemos separarnos de la Hidrodinámica tradicional. INTRODUCCION1.1Objetivo del libro1.2Esquema del contenido general1.3Diferencias entre canales y tuberías1.4Tipos de flujo1.5Teorema de Bernoulli. Ecuación de la energía1.6Propiedades geométricas de la sección transversal1.7Efecto de la viscosidad1.8Efecto de la gravedad1.9Concepto de distribución de velocidadesCoeficiente de Coriolis1.11Coeficiente de BoussinesqDiscusión de los valores deRelación entre los coeficientesOtros estudios sobre los coeficientesComparación del escurrimiento en una cañería y un canalProblemas propuestos CAPITULO II MOVIMIENTO UNIFORME2.1 El movimiento uniforme en canales y tuberías2.2 Relación entre el corte y la inclinación2.3 Ecuaciones de distribución de velocidades y de la velocidad media para un canal anchísimo con movimiento laminar2.4 Ecuaciones de distribución de velocidades y de la velocidad media para una cañería con movimiento laminar2.5 Ecuación general de distribución de velocidades para el movimiento turbulento en un contorno hidráulicamente liso2.6 Obtención de las ecuaciones de la velocidad media en conductos lisos2.7 Ecuación general de distribución de velocidades para el movimiento turbulento en un contorno hidráulicamente rugoso2.8 Obtención de las ecuaciones de la velocidad media en conductos rugosos2.9 Obtención de la ecuación de Chezy2.10 Término de rugosidad. Conductos hidráulicamente planos y también hidráulicamente rugosos2.11 Transformación de las ecuaciones de Karman – Prandtl Inconvenientes propuestos CAPITULO III LA RESISTENCIA DE SUPERFICIE EN EL MOVIMIENTO UNIFORME3.1 Ecuación de Darcy3.2 Significado del factor f de Darcy ( en cañerías circulares)3.3 Cañerías hidráulicamente lisas3.4 Cañerías hidráulicamente rugosas. Transición. Gráfico de Nikuradse3.5 Introducción del factor f de Darcy en las ecuaciones dedistribución de velocidades tres.6 Transición entre contornos llanos y rugosos. Fórmula de Colebrook – White tres.7 Dimensionamiento de conductos. Conceptos esenciales.3.8 Cañerías de sección no circularxiii3.9 Ley exponencial de distribución de velocidades3.10 Término de capa límite3.11 Espesor de la capa límite3.12 Desarrollo de la capa límite3.13 La separación. Expansión de un conducto CAPITULO IV DISEÑO DE TUBERIAS4.1Concepto de pérdida de carga. Línea de energía y línea piezométrica4.2Abaco de Moody. Cañerías comerciales. Cálculo4.3Pérdidas de carga locales (flujo turbulento)4.4Sobre la consideración de las pérdidas de carga locales4.5Pérdidas de carga locales (flujo laminar)4.6Sistemas hidráulicos equivalentes4.7Tuberías en serie4.8Tubería sobre la línea de gradiente. Sifón. Cavitación4.9Tubería con boquilla coincidente final4.10 Máquinas hidráulicas. Suministro por bombeoProblemas propuestos CAPITULO V DISEÑO DE CONDUCCIONES Y REDES5.1Tuberías en paralelo5.2El inconveniente de los 3 reservorios5.3Bombeo de un reservorio a otros dos5.4Tuberías con 2 o bien más ramales de descarga independiente5.5Conducto que da servicio (filtrante)5.6Cambio de la rugosidad con el tiempo5.7Fórmula de Hazen y Williams5.8Diseño de una conducción5.9Diámetro más económico5.10 Redes de cañerías. Procedimiento de Hardy CrossProblemas propuestosProblemas complementarios CAPITULO VI CALCULO DE CANALES6.1Condiciones normales6.2Fórmulas antiguas6.3Fórmula de Manning6.4Discusión de los valores del factor de rugosidad na emplearse en la fórmula de Manning6.5Determinación de la sección transversal6.6Sección de máxima eficacia hidráulica (M. Y también. H.)6.7Concepto de borde libre6.8Cálculo de canales de sección compuesta6.9Escurrimiento en cilindro parcialmente llenoProblemas propuestos CAPITULO VII ENERGIA ESPECIFICA Y MOMENTA7.1Energía específica7.2Energía concreta a gasto constante7.3Sección rectangular7.4Sección parabólica7.5Sección triangular7.6Sección trapecial7.7Sección circular y otras secciones7.8Flujo crítico normal. Pendiente crítica7.9Pendiente crítica mínima (pendiente límite, L S)7.10Transiciones7.11Interpretación de la caída libre desde la perspectiva de la energía específica7.12 Fuerza Concreta (Momenta)7.13 Salto hidráulico7.14 Descarga por una compuerta de fondoProblemas propuestos CAPITULO VIII MOVIMIENTO GRADUALMENTE VARIADO8.1Introducción8.2Definiciones esenciales ocho.3Ecuación general del movimiento gradualmente variado8.4Discusión de la ecuación del eje hidráulico8.5Análisis de los 6 casos del movimiento gradualmente variado8.6Cambios de pendiente (perfiles de continuidad)8.7Curva de remansoProblemas propuestos CAPITULO IX VERTEDEROS9.1Objeto de los vertederos. Tipos9.2Vertederos rectangulares. Fórmula teorética de descarga9.3Fórmula de Francis9.4Otras fórmulas para vertederos rectangulares9.5Vertederos triangulares9.6Vertederos trapeciales. Vertedero tipo Cipolletti9.7Condiciones para la instalación y operación de vertederos9.8Vertederos en pared gruesa (o bien de cresta ancha)9.9Vertederos laterales9.10 Fallos en el cálculo del gasto a consecuencia de un erroren la medición de la carga9.11Vaciamiento de un depósito por un vertedero