FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIVIL, TOPOGRÁFICA Y GEODÉSICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA HIDRÁULICA
Programa de la asignatura: HIDRÁULICA DE CANALES
Clave: 1507 Núm. de créditos: 09
Carrera: INGENIERO CIVIL
Duración del curso:
Semanas: 16.0
Horas: 72.0
Semestre: 6o
Horas a la semana:
Teoría: 4.5 Obligatoria: SI
Práctica: Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno analizará el flujo permanente a superficie libre, con base en
los principios y ecuaciones fundamentales de la hidráulica. Comprenderá
los conceptos fundamentales que se emplean en el estudio del arrastre de
sedimentos.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas:
I. ASPECTOS GENERALES DEL FLUJO PERMANENTE EN CANALES 4.5
II. FLUJO UNIFORME 12.0
III. ENERGIA ESPECIFICA 9.0
IV. SALTO HIDRAULICO 9.0
V. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO 15.0
VI. FLUJO ESPACIALMENTE VARIADO 7.5
VII. TRANSICIONES 6.0
VIII. PRINCIPIOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTOS 9.0
72.0
ASIGNATURA ANTECEDENTE OBLIGATORIA :
HIDRÁULICA BÁSICA
ASIGNATURAS CONSECUENTES :
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
OBRAS HIDRÁULICAS
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. ASPECTOS GENERALES DEL FLUJO PERMANENTE EN CANALES
ANTECEDENTES:
Hidráulica Básica.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá las características principales de los diferentes
tipos de flujo a superficie libre y las ecuaciones básicas del flujo
permanente en canales.
CONTENIDO:
I.1 Características del flujo a superficie libre.
I.2 Elementos geométricos de la sección y pendiente
longitudinal.
I.3 Tipos de flujo a superficie libre.
I.4 Ecuaciones fundamentales del flujo unidimensional
permanente.
I.5 Distribución de la velocidad en la sección.
I.6 Distribución de la presión en la sección. Flujos rectilíneo
y curvilíneo.
II. FLUJO UNIFORME
ANTECEDENTES:
Hidráulica Básica.
OBJETIVO:
El alumno diseñará la sección de un canal considerando gasto, pendiente y
características del fondo y de las paredes.
CONTENIDO:
II.1 Condiciones para que se establezca el flujo uniforme.
II.2 Fórmula de Chezy.
II.3 Leyes de fricción en canales rugosos.
II.4 Factor de fricción de Manning.
II.5 Cálculo del flujo uniforme.
II.6 Canales cubiertos parcialmente llenos.
II.7 Diseño de la sección de un canal. Sección hidráulicamente
óptima. Velocidad y esfuerzo tangencial permisibles.
II.8 Canales de sección compuesta.
III. ENERGIA ESPECIFICA
ANTECEDENTES:
Temas de la propia asignatura
OBJETIVO:
El alumno aplicará los conceptos de energía específica para determinar el
régimen en un canal y las variaciones en los tirantes.
CONTENIDO:
III.1 Energía específica del flujo rectilíneo.
III.2 Régimen crítico. Condición de gasto o de energía
específica constantes.
III.3 Flujo en una transición.
III.4 Condiciones críticas cuando se conocen las dimensiones
de la sección.
III.5 Cálculo de la dimensión mínima de la sección o de los
tirantes alternos, cuando se conocen el gasto y la energía
específica.
III.6 Velocidad de onda.
III.7 Pendiente critica.
IV. SALTO HIDRAULICO
ANTECEDENTES:
Temas de la propia asignatura.
OBJETIVO:
El alumno calculará las características del salto hidráulico en canales
con secciones usuales.
CONTENIDO:
IV.1 Aplicación de la ecuación de cantidad de movimiento al
salto hidráulico.
IV.2 Características básicas: tipos, perfil, longitud y pérdida
de energía.
IV.3 Tirantes conjugados en canales horizontales.
Solución general. Soluciones directas para distintas
geometrías de la sección.
IV.4 Salto hidráulico normal, después de un vertedor o de una
compuerta.
IV.5 Salto hidráulico sumergido.
V. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
ANTECEDENTES:
Temas de la propia asignatura.
OBJETIVO:
El alumno determinará los perfiles de la superficie libre del agua en
canales prismáticos y no prismáticos
CONTENIDO:
V.1 Ecuación dinámica.
V.2 Características y clasificación de los perfiles.
V.3 Secciones de control.
V.4 Síntesis de perfiles compuestos.
V.5 Cálculo de perfiles en canales prismáticos y no
prismáticos. Método de diferencias finitas.
V.6 Localización del salto hidráulico.
VI. FLUJO ESPACIALMENTE VARIADO
ANTECEDENTES:
Temas de la propia asignatura.
OBJETIVO:
El alumno calculará los perfiles de flujo en canales prismáticos cuando
el gasto es variable a lo largo del canal.
CONTENIDO:
VI.1 Flujo de gasto creciente.
VI.2 Flujo de gasto decreciente.
VII. TRANSICIONES
ANTECEDENTES:
Temas propios de la asignatura.
OBJETIVO:
El alumno diseñará dispositivos de aforo en canales, y transiciones en
régimen subcrítico. Conocerá el efecto de las transiciones en el flujo
supercrítico.
CONTENIDO:
VII.1 Dispositivos de aforo en canales.
VII.2 Transiciones en flujo subcrítico. Curvas horizontales.
VII.3 La onda oblicua estacionaria.
VIII PRINCIPIOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTOS
ANTECEDENTES:
Temas de la propia asignatura.
OBJETIVO:
El alumno diseñará la sección de un canal no revestido, sin arrastre.
Conocerá la mecánica del transporte de sólidos.
CONTENIDO:
VIII.1 Aspectos generales.
VIII.2 Propiedades de las partículas sedimentarias.
VIII.3 Inicio de arrastre. Método de la fuerza tractiva. Canales
no revestidos sin arrastre.
VIII.4 Clasificación del gasto sólido. Transporte de fondo y en
suspensión.
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (x) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula ( ) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas (X)
Lecturas obligatorias ( ) Otros:
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio (x)
Prácticas de campo ( )
Otras: Uso de programas de cómputo.
Las prácticas de laboratorio son
requisito sin crédito.
BIBLIOGRAFIA
Texto: Temas de la materia para los que se recomienda:
1.- SOTELO A. Gilberto
"Apuntes de Hidráulica II"
Facultad de Ingeniería UNAM. México, 1993 I. al VII.
2.- COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD.
"Manual de Diseño de Obras Civiles. Hidráulica Fluvial." Hidrotécnia.
México,1981.
VIII
Consulta:
1.- FRENCH H,Richard.
"Hidráulica de Canales Abiertos"
Mc. Graw Hill. México,1988.
I. al V.
2.- CHOW, Ven Te.
"Open-Channel Hydraulics"
Mc. Graw Hill.
New York,1959.
I al VI.
3.- HENDERSON, F.M.
"Open Chennel Flow"
Mc. Millen Coo.
New York 1966. TODOS
4.- GARDEA Villegas H.
"Hidráulica de Canales"
Apuntes de la F.I.