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Manual de Ingeniería Hidráulica

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Descripción

Este manual constituye una valiosa herramienta y una fuente esencial para los estudiantes de Ingenieria Hidráulica y también para los profesionales de esta especialidad.


Características

  • ISBN: 978-84-95075-16-1
  • Páginas: 660
  • Tamaño: 21x30
  • Edición:
  • Idioma: Español
  • Año: 1998

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Contenido Manual de Ingeniería Hidráulica


La claridad de los conceptos, la amplitud de  los temas aqui abordados y la profusión de tablas,ábacos y figuras ofrecen soluciones para resolver los diversos
problemas que se presenta en el campo de la Ingenieria hidráulica
El manual de Ingenieria Hidráulica del profesor Armando Coutinho de Lencastre ha alcanzadio una extraordinaria difusión,como lo prueban sus traducciones a diversos idiomas

ÍNDICE

I- PROPIEDADES FÍSICAS  DE LOS FLUIDOS

- CONSTANTES FISICAS

- Definiciones
- Peso y masa
- Sistema de unidades
- Sistema internacional de unidades. SI
- Masa especifica
- Peso específico
- Densidad relativa
- Coeficiente de viscosidad dinámica
- Coeficiente de viscosidad cinemática
- Tensión superficial
- Capilaridad
- Presión
- Módulo de elasticidad volumétrica
- Celeridad de ondas elásticas
- Solubilidad de los gases en el agua
- Tensión de vapor de agua

- ANALISIS DIMENSIONAL

- Generalidades
- Parámetros geométricos
- Principio de homogeneidad
- Teorema p o Vaschy-Buckingham
- Productos sin dimensiones de uso corriente en hidráulica
- Ejemplos

II BASES TEÓRICAS DE HIDRÁULICA

- CINEMÁTICA.TIPO DE FLUJO

- Planteamiento del problema
- Movimiento laminar y movimiento turbulento
- Trayectoria de una particula-variables de Lagrange
- Variable de Euler
- Valores medios de velocidad en el tiempo
- Líneas de corriente
- Flujo o caudal
- Velocidad media en una sección
- Ecuación de continuidad
- Ecuación de estado
- El vector acelerado dV/dt
- Regimen variable y permanente,régimen variado y uniforme
- Movimiento y deformación de los líquidos
- Movimiento rotacional e irrotacional

- DINÁMICA.ECUACIÓN GENERAL DEL MOVIMIENTO

- Planteamiento del problema
- Estado de tensión en un punto,tensor de presiones Pij; presión hidrostática,p;tensiones viscosas
- Variación del estado de tensión
- Ecuación general de Navier-Stokes
- Flujos en un campo gravitatorio
- Ejemplo.Ecuación de Poiseuile para flujo en tubos en régimen laminar
- Régimen turbulento.Longitud de mezcla
- Ecuaciones de Euler a lo largo de una trayectoria

- ENERGÍA DE LOS FLUJOS.ECUACIONES DE EULER.TEOREMA DE BERNOULLI

- Tipos de energía
- Teorema de Bernoulli: Energía de una partícula a lo largo de su trayectoria
- Línea de energía y línea piezométrica a lo largo
- Energía o carga en uan sección del flujo
- Aplicación de la ecuación de Bernoulli a un tubo de corriente
- Energía propia de la turbulencia

- CANTIDAD DE MOVIMIENTO-TEOREMA DE EULER

- Cantidad de movimiento
- Teorema de Euler
- Aplicación del teorema de Euler aun tubo de corriente ( flujo permanente )
- Aplicación del teorema de Euler a una tubería con curvas
- Ejemplo

- ESTABLECIMIENTO DEL MOVIMIENTO

- Inicio del flujo
- Capa límite
- Separación del flujo
- Resistencia de los cuerpos sumergidos
- Sustentación

- FLUJOS IRROTACIONALES

- Caso general
- Flujos en el espacio
- El vórtice
- Flujos planos
- Uso de la representación conforme
- Transformación  de Joukowsky
- Perfil aerodinámico de Joukowsky
- Flujos planos
- Método gráfico de los pequeños cuadrados
- Bibliografia


III HIDROSTÁTICA

- Ecuaciones fundamentales.Fluido en reposo sobre el que actúa sólamente la acción de la gravedad
- Distribución de presiones
- Resultante de las presiones en superficie planas
- Ejemplos
- Resultante de las presiones en superficies rectangulares verticales,con dos de los lados horizontales
- Empuje en cuerpos sumergidos:principio de Arquímedes
- Resultado de presiones en superficies curvas
- Ejemplos
- Equilibrio de un líquido sometido a otros campos de fuerzas además del de la gravedad
- Equilibrio de cuerpos flotantes
- Bibliografia

IV. FLUJOS A PRESIÓN.RÉGIMEN PERMANENTE

- PÉRDIDAS DE CARGA CONTINUAS

- Expresión general
- Numero de Reynolds.Régimen laminar y turbulento
- Distribución de velocidades.Subcapa laminar
- Rugosidad absoluta y relativa
- Tubos lisos y tubos rugosos
- Factor de resistencia f. Diagrama de Moody
- Fórmulas empíricas
- Compatibilidad entre las fórmulas empíricas y el factor de resistencia f ( diagrama de Moody )
- Flujo en mangueras
- Flujo en fluidos compresibles
- Envejecimiento de las tuberías
- Elección de la fórmula a emplear
- Dimensionamiento económico de tuberias de impulsión

- PERDIDAS DE CARGA LOCALIZADAS

- Expresión general.Longitud equivalente de tubería
- Pérdida en aplicaciones bruscas
- Ampliaciones suaves.difusores
- Pérdida en estrechamientos y entradas
- Pérdida en válvulas y salidas
- Pérdida en curvas
- Pérdida en uniones y separaciones
- Parrillas de barras
- Pérdida en chapa perforada
- Pérdida en ranuras y juntas de dilatación
- Singularidades en serie

- LINEA DE ENERGÍA Y LÍNEA PIEZOMÉTRICA

- Trazado de la línea de energía y de la línea piezométrica
- Posición de la línea de energía y piezométrica en relación a la tubería

- PROBLEMAS ESPECIALES

- Expresiones generales
- Ejemplos
- Tuberías en serie
- Sistemas ramificados
- Sistemas en paralelo
- Varios depositos unidos entre si
- Sistemas complejos
- Redes de tuberías
- Tuberias con caudal constante y diámetro variable
- Tuberías de diámetro constante y caudal variable uniformemente en el trayecto
- Bibliografia

- V. FLUJOS CON SUPERFICIE LIBRE.RÉGIMEN UNIFORME

- GENERALIDADES

- Número de Reynolds y número de Froude
- Determinación de la altura uniforme: curvas de capacidad de descarga
- Secciones de caudal máximo
- Secciones compuestas
- Resguardo en los canales

- ESTABILIDAD DE CANALES EN REVESTIMIENTOS

- Criterios de dimensionamiento para materiales no coherentes
- Velocidades criticas
- Tensiones críticas
- Ejemplo
- Forma más estable de la sección
- Canales con vegetación
- Bibliografia

- VI. FLUJOS CON SUPERFICIE LIBRE. RÉGIMEN PERMANENTE

- ECUACIONES GENERALES

- Tipos de movimiento
- Pérdidas de energía
- Energía en relación a un plano horizontal de referencia
- La energía en relación al fondo:Energia específica
- Impulso total
- Elementos del estado crítico
- Factor cinético
- Número de Froude

- MOVIMIENTO GRADUALMENTE VARIADO.CURVAS DE REMANSO

- Ecuación general del movimiento gradualmente variado
- Fomas de las curvas de remanso
- Sección de refererencia
- Método gráfico
- Método de las diferencias finitas
- Método de Baknmeteff
- Solución aproximada de Bakhmeteff
- Curvas de remanso en cursos de agua naturales

- MOVIMIENTO RÁPIDAMENTE VARIADO.RESALTO HIDRÁULICO

- Definiciones
- Determinación de las alturas conjugadas del resalto
- Determinación de la pérdida de energía
- Localización y longitud del resalto
- Resalto sumergido
- El resalto en canales rectangulares

- SINGULARIDADES

- Pérdidas tipo Borda.Fórmula de Escande
- Paso de un depósito a un canal
- Paso de un canal para un depósito
- Elevación del fondo
- Estrechamientos localizados: pilares de puentes
- Estrechamiento extenso
- Cambios bruscos de pendiente
- Caidas bruscas
- Flujos en curvas

- CAIDA BRUSCA.VERTEDEROS

- Consideraciones generales
- Vertederos de cresta ancha y paramento aguas abajo adaptado a la cara inferior de la vena.Soleras rectilínias tipo WES
- Vertederos rectilíneas bajos
- Distribución de presiones en el paramento aguas arriba
- Vertederos circulares en planta
- Vertederos en pozo
- Coeficiente de contracción en vertederos con pilares

- DISIPACIÓN DE ENERGÍA

- Consideraciones generales
- Cuencos de amortiguamiento por resalto hidráulico
- Cuencos de disipación por rodillo ( roller bucket )
- Cuencos de amortiguamiento de impacto
- Macrorrugosidades

- VII. FLUJOS EN MEDIOS POROSOS

- DENIFICIONES Y LEYES GENERALES

- Caracteristicas de los medios porosos
- El agua en los suelos
- Clasificaciíon de los acuiferos
- Almacenamiento específico.Coeficiente de almacenamiento.Cedencia especifica
- Ley de Darcy
- Conductividad hidráulica ( permeabilidad )
- Permeabilidad intrínseca
- Transmisividad
- Ecuación de Darcy genralizada
- Flujos con superficie libre

- RÉGIMEN PERMANENTE

- Flujos hacia zanjas
- Pozos completos en acuiferos confinados.Ecuación de Thiem
- Pozos completos en acuiferos confinados con flujo paralelo sobreopuesto
- Pozos completos en acuiferos freáticos
- Pozos de penetración parcial
- Influencia de la forma de alimentación en pozos
- Grupo de pozos completos.Influencias recíprocas
- Pozos en acuíferos finitos.Método de las imágenes
- Zanja drenante de longitud finita
- Zanjas drenantes radiales
- Dren horizontal indefinido
- Captación con drenes radiales

- RÉGIMEN VARIABLE

- Consideración previa
- Ecuación de Theis
- Fórmula simplificada de Jacob
- Curva de recuperación
- Radio de acción de un pozo

- DRENAJE DE LOS TERRENOS

- Drenaje de los terrenos en régimen permanente
- Drenaje de los terrenos en régimen variable
- Mediciones de conductividad hidráulica ( permeabilidad ) a efectos de drenaje

- VIII . MEDICIONES HIDRÁULICAS.ORIFICIOS Y VERTEDEROS

- MEDICIÓN DE NIVELES Y PRESIONES

- Aparatos de dan directamente la posición de la superficie del líquido
- Piezómetros
- Manómetros en U
- Manómetros diferenciales
- Normas de instalación de piezómetros y manómetros

- MEDICIÓN DE VELOCIDADES

- Flotadores
- Tubos de Pilot
- Cilindro de Pilot
- Esferas de Pilot
- Molinetes
- Correntógrafos
- Medición de la velocidad media de una sección

- MEDICIÓN DE CAUDALES EN TUBERÍAS A PRESIÓN

- Métodos volumétricos
- Aparatos deprimogénos
- Contadores mecánicos
- Medidores electromagnéticos y de ultrasonidos
- Medición de caudales por medio de curvas
- Factores a tener en cuenta al escoger un medidor de caudales de flujos a presión

- ORIFICIOS

- Definciones
- Orificios de pequeñas dimensiones:Fórmula de Torricelli;coeficientes de contracción de velocidad y de vaciado
- Orificios de grandes dimensiones
- Orificios con contracción incompleta o suprimida
- Compuertas
- Orificios parcial o totalmente sumergidos
- Tubos adicionales
- Acueducto
- Forma de la vena líquida
- Medición aproximada del caudal a través de la forma del chorro

- VERTEDEROS DE PARED DELGADA

- Definiciones
- Vertederos rectangulares sin contracción lateral:vertederos de Bazin
- Condiciones de aireación
- Vertedero rectangular con contracción lateral
- Vertedero triangular
- Vertedero trapezoidal.Vertedero Cipoletti
- Vertedero circular
- Vertedero con curva de descarga de ecuación lineal.Vertedero Sutro
- Elección de un vertedero de pared delgada para medida de caudal
- Vertedero inclinado
- Vertedero oblicuo
- Vertedero lateral

- VERTEDEROS DE PARED GRUESA

- Consideraciones generales
- Vertedero rectangular sin contracción lateral
- Vertedero triangular
- Caida libre en canal

- VERTEDEROS DE PARED CORTA

- Consideraciones generales
- Vertederos de pared corta en canales rectangulares sin contracción lateral

- CANALES VENTURI.MEDIDORES PARSHALL

- Canales Venturi largo
- Medidores Parshall

- IX BOMBAS CENTRÍFUGAS

- Definiciones y clasificación
- Caudal
- Altura de bombeo
- Carga absoluta en la aspiración por encima de la presión de vapor
- Potencias y rendimientos
- Velocidad de rotación
- Diagrama en colina
- Velocidad especifica
- Velocidad de rotación
- Diagrama en colina
- Velocidad específica
- Límites de aspiración
- Curvas caracteristicas.Punto de funcionamiento
- Acople de bombas en paralelo
- Acople de bombas en serie
- Acople mixto
- Condiciones de arranque
- Características del motor
- Instalación.explotación y manutención
- Averías
- Datos a suministrar al fabricante o vendedor para la elección de una bomba centrífuga

- X RÉGIMEN TRANSITORIO A PRESIÓN.PROTECCIÓN  DE LAS TUBERIAS DE IMPULSIÓN

- ONDAS ELÁSTICA.GOLPE DE ARIETE

- Aspectos cualitativo
- Celeridad de la onda elástica.Influencia de la tubería
- Análisis teórico del golpe de ariete.Ecuaciones de Allievi
- Maniobras rápidas.formula de Joukowsky
- Maiobras lentas. Parámetros de la tuberia
- Tiempo de anulación del caudal de una bomba
- Consideración de las pérdidas de carga de una tubería
- Rotura de la vena líquida
- Influencia de las bolsas de aire en el golpe de ariete
- Métodos generales de análisis.Método de Bergeron

- OSCILACIÓN EN MASA.CÁMARAS DE EQUILIBRIO

- El choque hidráulico cuando existe una cámara de equilibrio
- Oscilación en masa en la sección cámara-reserva.Ecuaciones fundamentales
- Camaras de sección constante ( P = 0  ;R = 0 ). Parámetros adimensionales
- Cámaras de equilibrio de sección constante. Efecto de la pérdida de carga ( R=0 P = 0 )
- Cámaras de equilibrio de sección constante con estragulamiento ( R = 0 )

- DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

- Consideraciones generales
- Inercia de los grupos y volante de inercia
- Cámaras de equilibrio
- Depósitos de aire comprimido
- Condicionantes puestos a los orificios de pérdida de carga en cámaras de equilibrio y depósitos de aire comprimido
- Tanques de alimentación
- Conexión en by-pass entre la aspiración y la compresión
- Valvulas especiales
- Dispositivos conjuntos de protección
- Dispositivos no convencionales

- ÍNDICE DE ÁBACOS Y TABLAS

- CONVERSIÓN DE UNIDADES
- CONSTANTES FÍSICAS
- TABLAS MATEMÁTICAS
- TABLAS GENERALES DE HIDRÁULICA
- FLUJOS A PRESIÓN. PÉRDIDA DE CARGA CONTINUAS
- FLUJOS A PRESIÓN.PÉRDIDAS DE CARGA LOCALIZADAS
- FLUJOS EN SUPERFICIE LIBRE.RÉGIMEN UNIFORME
- FLUJOS EN SUPERFICIE LIBRE.RÉGIMEN PERMANENTE
- FLUJOS EN MEDIOS POROSOS
- MEDICIONES HIDRÁULICAS
- BOMBAS CENTRIFUGAS
- RÉGIMEN TRANSITORIO APRESIÓN PROTECCIÓN DE LAS TUBERÍAS DE IMPULSIÓN
 

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