Parcelador de hidráulica


1 Presentación del curso: Programa, bibliografía, evaluación.

2 Clasificación de los flujos según diversos criterios, su interpretación y consecuencias:

Tiempo: permanente y no permanente, ejemplo de flujo oscilatorio

Densidad: compresible e incompresible

Espacio: uniforme, no uniforme

Distribución espacial y gradiente: uni, bi, tridimensional

Confinamiento: confinado y libre

Estados de flujo según las relaciones existentes entre las fuerzas viscosas, gravitacionales e inerciales: criterios de Froude y Reynolds.

Régimen de flujo: combinaciones laminar-turbulento y subcrítico-supercrítico.

Otros criterios de clasificación: rotación, vórtices, velocidad sónica.

3 Flujos laminar y turbulento

Desarrollo de la capa límite y de la subcapa límite laminar.

La pérdida de energía especifica como disminución de la presión.

Ecuación de Darcy - Weisbach a partir del análisis dimensional.

Ecuación de Poiseuille para flujo laminar.

4 Diagrama de Moody.

Ecuación de Colebrook - White.

Flujos turbulento, turbulento con superficie hidráulicamente lisa, turbulento en transición, turbulento con superficie hidráulicamente rugosa.

Edad de las tuberías. Efecto de la calidad del agua sobre la rugosidad.

Conductos no cilíndricos.

5 Expresiones empíricas de fricción.

Ecuación de Hazen Williams

Ecuación de Manning

Comportamiento de las líneas de energía y piezométrica a lo largo de la conducción entre dos tanques.

Pérdida de energía específica por accesorios.

Criterios de coeficiente de pérdidas y de longitud equivalente.

Ecuación de Borda - Carnot.

Discusión de las variables que intervienen en el flujo confinado.

Tipos de problemas que ocurren:

6 Solución de problemas tipo:

Solución al sistema de tubos en serie y combinación de diámetros.

7 Sistemas de tuberías: conducto simple, en serie, en paralelo, redes (abiertas y cerradas).

Solución al sistema en paralelo.

8 Discusión de las variables e investigaciones preliminares que deben adelantarse para proyectar un sistema de acueducto.

Solución al sistema de redes abiertas.

9 Preparación de información para el cálculo de una red cerrada. Presentación de los métodos de cálculo:

Métodos directos: método de la superficie de energía (MSE)

Métodos de relajación:

Criterios para asignación de diámetros:

10 Cálculo mediante métodos de superficie de energía.

11 Cálculo mediante métodos de relajación: Hardy - Cross

12 Determinación del diámetro económico: sistemas de redes y conducciones por gravedad y conducciones por bombeo.


13 Flujo libre.

Diferencia con el flujo confinado.

Tipos de flujo según tiempo y espacio.

Estados de flujo según relación de fuerzas viscosas, gravitacionales e inerciales: Laminar o turbulento, crítico, sub o supercrítico.

Régimen de flujo: combinaciones Reynolds-Froude.

Clases de canales y sus elementos geométricos.

Distribución de presiones.

Consecuencias de la pendiente, la curvatura y la distribución de velocidades

14 Distribución de velocidades, velocidad media, coeficientes de Coriolis y Boussinesq.

Ecuación de la energía y flujo crítico.

15 Ecuación de la energía en transiciones cortas

Casos especiales, fenómenos locales.

16 Estudio de transiciones cortas: umbral, escalón, ampliación, estrechamiento y sus combinaciones.

17 El flujo uniforme: características, ocurrencia, cálculo.

18 Pendientes normal y crítica.

Problema de la descarga.

19 Flujo gradualmente variado.

Hipótesis básicas.

Ecuación básica.

Ecuaciones para el análisis.

Tipos de canal.

Zonas de flujo.

Tipos de perfiles de flujo.

Análisis de cada tipo de perfil.

20 Análisis de un perfil compuesto.

Cálculo por el Método de Paso Directo (MPD)

21 Cálculo de un perfil compuesto mediante MPD

22 Taller sobre perfiles de flujo.

23 Cálculo de un perfil mediante el Método de Paso Estándar (MPE)

24 Diseño de canales con flujo uniforme, lectura por fuera de clase.