El objetivo de este libro es proporcionar al lector los conocimientos fundamentales de Hidráulica y Mecánica de los Fluidos que se requieren para el diseño de tuberías y canales y para otras aplicaciones de Hidráulica General. En este libro se presenta el modo de predecir el escurrimiento y los fenómenos de corriente para ciertas condiciones dadas. De otro lado, se ofrece también los conocimientos básicos para el estudio posterior de Hidráulica Fluvial, Irrigación, Drenaje, Abastecimientos de Agua, Hidroelectricidad, etc. El desarrollo de los temas se apoya en conceptos básicos de Mecánica de Fluidos adquiridos anteriormente en los siguientes temas: Hidrostática, Cinemática de los Fluidos, Ecuaciones de Euler, Navier-Stokes y Bernoulli, Semejanza Hidráulica y Análisis Dimensional. En la Hidráulica de tuberías y canales trabajaremos con fluidos reales como agua, aceite o petróleo. Al tener estos fluidos viscosidad habrá que admitir la existencia de tensiones tangenciales en el interior de la masa fluida y tendremos que apartarnos de la Hidrodinámica clásica.
INTRODUCCION
1.1Objetivo del libro
1.2Esquema del contenido general
1.3Diferencias entre canales y tuberías
1.4Tipos de flujo
1.5Teorema de Bernoulli. Ecuación de la energía
1.6Propiedades geométricas de la sección transversal
1.7Efecto de la viscosidad
1.8Efecto de la gravedad
1.9Concepto de distribución de velocidades
Coeficiente de Coriolis
1.11Coeficiente de Boussinesq
Discusión de los valores de
Relación entre los coeficientes
Otros estudios sobre los coeficientes
Comparación del escurrimiento en una tubería y un canal
Problemas propuestos
1.1Objetivo del libro
1.2Esquema del contenido general
1.3Diferencias entre canales y tuberías
1.4Tipos de flujo
1.5Teorema de Bernoulli. Ecuación de la energía
1.6Propiedades geométricas de la sección transversal
1.7Efecto de la viscosidad
1.8Efecto de la gravedad
1.9Concepto de distribución de velocidades
Coeficiente de Coriolis
1.11Coeficiente de Boussinesq
Discusión de los valores de
Relación entre los coeficientes
Otros estudios sobre los coeficientes
Comparación del escurrimiento en una tubería y un canal
Problemas propuestos
CAPITULO II MOVIMIENTO UNIFORME
2.1 El movimiento uniforme en canales y tuberías
2.2 Relación entre el corte y la inclinación
2.3 Ecuaciones de distribución de velocidades y de la velocidad media para un canal muy ancho con movimiento laminar
2.4 Ecuaciones de distribución de velocidades y de la velocidad media para una tubería con movimiento laminar
2.5 Ecuación general de distribución de velocidades para el movimiento turbulento en un contorno hidráulicamente liso
2.6 Obtención de las ecuaciones de la velocidad media en conductos lisos
2.7 Ecuación general de distribución de velocidades para el movimiento turbulento en un contorno hidráulicamente rugoso
2.8 Obtención de las ecuaciones de la velocidad media en conductos rugosos
2.9 Obtención de la ecuación de Chezy
2.10 Concepto de rugosidad. Conductos hidráulicamente lisos e hidráulicamente rugosos
2.11 Transformación de las ecuaciones de Karman – Prandtl Problemas propuestos
2.1 El movimiento uniforme en canales y tuberías
2.2 Relación entre el corte y la inclinación
2.3 Ecuaciones de distribución de velocidades y de la velocidad media para un canal muy ancho con movimiento laminar
2.4 Ecuaciones de distribución de velocidades y de la velocidad media para una tubería con movimiento laminar
2.5 Ecuación general de distribución de velocidades para el movimiento turbulento en un contorno hidráulicamente liso
2.6 Obtención de las ecuaciones de la velocidad media en conductos lisos
2.7 Ecuación general de distribución de velocidades para el movimiento turbulento en un contorno hidráulicamente rugoso
2.8 Obtención de las ecuaciones de la velocidad media en conductos rugosos
2.9 Obtención de la ecuación de Chezy
2.10 Concepto de rugosidad. Conductos hidráulicamente lisos e hidráulicamente rugosos
2.11 Transformación de las ecuaciones de Karman – Prandtl Problemas propuestos
CAPITULO III LA RESISTENCIA DE SUPERFICIE EN EL MOVIMIENTO UNIFORME
3.1 Ecuación de Darcy
3.2 Significado del coeficiente f de Darcy ( en tuberías circulares)
3.3 Tuberías hidráulicamente lisas
3.4 Tuberías hidráulicamente rugosas. Transición. Gráfico de Nikuradse
3.5 Introducción del coeficiente f de Darcy en las ecuaciones dedistribución de velocidades
3.1 Ecuación de Darcy
3.2 Significado del coeficiente f de Darcy ( en tuberías circulares)
3.3 Tuberías hidráulicamente lisas
3.4 Tuberías hidráulicamente rugosas. Transición. Gráfico de Nikuradse
3.5 Introducción del coeficiente f de Darcy en las ecuaciones dedistribución de velocidades
3.6 Transición entre contornos lisos y rugosos. Fórmula de Colebrook – White
3.7 Dimensionamiento de conductos. Conceptos fundamentales.3.8 Tuberías de sección no circularxiii
3.9 Ley exponencial de distribución de velocidades
3.10 Concepto de capa límite
3.11 Espesor de la capa límite
3.12 Desarrollo de la capa límite
3.9 Ley exponencial de distribución de velocidades
3.10 Concepto de capa límite
3.11 Espesor de la capa límite
3.12 Desarrollo de la capa límite
3.13 La separación. Expansión de un conducto.
CAPITULO IV DISEÑO DE TUBERIAS
4.1Concepto de pérdida de carga. Línea de energía y línea piezométrica
4.2Abaco de Moody. Tuberías comerciales. Cálculo
4.3Pérdidas de carga locales (flujo turbulento)
4.4Sobre la consideración de las pérdidas de carga locales
4.5Pérdidas de carga locales (flujo laminar)
4.6Sistemas hidráulicos equivalentes
4.7Tuberías en serie
4.8Tubería sobre la línea de gradiente. Sifón. Cavitación
4.9Tubería con boquilla convergente final
4.10 Máquinas hidráulicas. Suministro por bombeo
Problemas propuestos
4.1Concepto de pérdida de carga. Línea de energía y línea piezométrica
4.2Abaco de Moody. Tuberías comerciales. Cálculo
4.3Pérdidas de carga locales (flujo turbulento)
4.4Sobre la consideración de las pérdidas de carga locales
4.5Pérdidas de carga locales (flujo laminar)
4.6Sistemas hidráulicos equivalentes
4.7Tuberías en serie
4.8Tubería sobre la línea de gradiente. Sifón. Cavitación
4.9Tubería con boquilla convergente final
4.10 Máquinas hidráulicas. Suministro por bombeo
Problemas propuestos
CAPITULO V DISEÑO DE CONDUCCIONES Y REDES
5.1Tuberías en paralelo
5.2El problema de los tres reservorios
5.3Bombeo de un reservorio a otros dos
5.4Tuberías con dos o más ramales de descarga independiente
5.5Conducto que da servicio (filtrante)
5.6Cambio de la rugosidad con el tiempo
5.7Fórmula de Hazen y Williams
5.8Diseño de una conducción
5.9Diámetro más económico
5.10 Redes de tuberías. Método de Hardy Cross
Problemas propuestos
Problemas complementarios
5.1Tuberías en paralelo
5.2El problema de los tres reservorios
5.3Bombeo de un reservorio a otros dos
5.4Tuberías con dos o más ramales de descarga independiente
5.5Conducto que da servicio (filtrante)
5.6Cambio de la rugosidad con el tiempo
5.7Fórmula de Hazen y Williams
5.8Diseño de una conducción
5.9Diámetro más económico
5.10 Redes de tuberías. Método de Hardy Cross
Problemas propuestos
Problemas complementarios
CAPITULO VI CALCULO DE CANALES
6.1Condiciones normales
6.2Fórmulas antiguas
6.3Fórmula de Manning
6.4Discusión de los valores del coeficiente de rugosidad na emplearse en la fórmula de Manning
6.5Determinación de la sección transversal
6.6Sección de máxima eficiencia hidráulica (M. E. H.)
6.7Concepto de borde libre
6.8Cálculo de canales de sección compuesta
6.9Escurrimiento en tubo parcialmente lleno
Problemas propuestos
6.1Condiciones normales
6.2Fórmulas antiguas
6.3Fórmula de Manning
6.4Discusión de los valores del coeficiente de rugosidad na emplearse en la fórmula de Manning
6.5Determinación de la sección transversal
6.6Sección de máxima eficiencia hidráulica (M. E. H.)
6.7Concepto de borde libre
6.8Cálculo de canales de sección compuesta
6.9Escurrimiento en tubo parcialmente lleno
Problemas propuestos
CAPITULO VII ENERGIA ESPECIFICA Y MOMENTA
7.1Energía específica
7.2Energía específica a gasto constante
7.3Sección rectangular
7.4Sección parabólica
7.5Sección triangular
7.6Sección trapecial
7.7Sección circular y otras secciones
7.8Flujo crítico normal. Pendiente crítica
7.9Pendiente crítica mínima (pendiente límite, L S)
7.10Transiciones
7.11Interpretación de la caída libre desde el punto de vista de la energía específica
7.12 Fuerza Específica (Momenta)
7.13 Salto hidráulico
7.14 Descarga por una compuerta de fondo
Problemas propuestos
7.1Energía específica
7.2Energía específica a gasto constante
7.3Sección rectangular
7.4Sección parabólica
7.5Sección triangular
7.6Sección trapecial
7.7Sección circular y otras secciones
7.8Flujo crítico normal. Pendiente crítica
7.9Pendiente crítica mínima (pendiente límite, L S)
7.10Transiciones
7.11Interpretación de la caída libre desde el punto de vista de la energía específica
7.12 Fuerza Específica (Momenta)
7.13 Salto hidráulico
7.14 Descarga por una compuerta de fondo
Problemas propuestos
CAPITULO VIII MOVIMIENTO GRADUALMENTE VARIADO
8.1Introducción
8.2Definiciones fundamentales
8.1Introducción
8.2Definiciones fundamentales
8.3Ecuación general del movimiento gradualmente variado
8.4Discusión de la ecuación del eje hidráulico
8.5Análisis de los seis casos del movimiento gradualmente variado
8.6Cambios de pendiente (perfiles de continuidad)
8.7Curva de remanso
Problemas propuestos
8.4Discusión de la ecuación del eje hidráulico
8.5Análisis de los seis casos del movimiento gradualmente variado
8.6Cambios de pendiente (perfiles de continuidad)
8.7Curva de remanso
Problemas propuestos
CAPITULO IX VERTEDEROS
9.1Objeto de los vertederos. Tipos
9.2Vertederos rectangulares. Fórmula teórica de descarga
9.3Fórmula de Francis
9.4Otras fórmulas para vertederos rectangulares
9.5Vertederos triangulares
9.6Vertederos trapeciales. Vertedero tipo Cipolletti
9.7Condiciones para la instalación y operación de vertederos
9.8Vertederos en pared gruesa (o de cresta ancha)
9.9Vertederos laterales
9.10 Errores en el cálculo del gasto como consecuencia de un error
en la medición de la carga
9.11Vaciamiento de un depósito por un vertedero
Características de la Descarga:9.1Objeto de los vertederos. Tipos
9.2Vertederos rectangulares. Fórmula teórica de descarga
9.3Fórmula de Francis
9.4Otras fórmulas para vertederos rectangulares
9.5Vertederos triangulares
9.6Vertederos trapeciales. Vertedero tipo Cipolletti
9.7Condiciones para la instalación y operación de vertederos
9.8Vertederos en pared gruesa (o de cresta ancha)
9.9Vertederos laterales
9.10 Errores en el cálculo del gasto como consecuencia de un error
en la medición de la carga
9.11Vaciamiento de un depósito por un vertedero
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