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El
Riego. Fundamentos Hidráulicos. I EL AGUA EN LA AGRICULTURA. HIDRÁULICA Y RIEGOS I.
I. INTRODUCCIÓN. 7 I.II.
EL ENTORNO CIENTÍFICO Y TÉCNICO DEL RIEGO. 8 I.3.
EL ENTORNO GEOGRÁFICO DEL RIEGO. 10 I.4.
EMPIRISMO Y ANÁLISIS RACIONAL EN EL DESARROLLO DE LA INGENIERÍA HIDRÁULICA.
13 I.5.
PLAN PROPUESTO. 16 II. MAGNITUDES FÍSICAS. DEFINICIÓN Y PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS II.
1 . INTRODUCCIÓN. 19 II.2.
MAGNITUD, DIMENSIÓN Y MEDIDA. SISTEMA INTERNACIONAL. 19 II.3.
ECUACIÓN DE DIMENSIÓN Y CAMBIO DE UNIDADES. 22 II.4.
PESO. POTENCIAL GRAVITATORIO. 23 II.5.
FUERZAS DE ENLACE. TENSIÓN. 26 II.6.
DEFINICIÓN Y PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS 27 II.6.I.
Viscosidad 27 II.6.II.
Densidad. Peso específico 31 II.6.3.
Presión. Compresibilidad 32 II.6.4.
Energía superficial. Capilaridad y adsorción 37 II.6.5.
Presión de vapor y solubilidad 40
III.
EQUILIBRIO DE FLUIDOS PESADOS. HIDROSTÁTICA III.
1 . INTRODUCCIÓN 43 III.2.
EQUILIBRIO DINÁMICO. ECUACIONES DEL MOVIMIENTO DE CAUCHY 43 III.3.
ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA ESTÁTICA DE FLUIDOS. POTENCIAL DE PRESIÓN Y
POTENCIAL HIDRÁULICO 44 III.4.
EQUILIBRIO ESTÁTICO DE LOS FLUIDOS PESADOS 45 III.5.
TEOREMA DE PASCAL 47 III.6.
MEDIDA DE PRESIONES 48 III.7.
EMPUJES SOBRE SUPERFICIES SUMERGIDAS 52 III.7.1.
Superficies planas 52 III.7.2.
Superficies alabeadas. Fórmula de MARIOTTE 54 III.8.
TEOREMA DE ARQUÍMEDES. EQUILIBRIO ESTÁTICO DE CUERPOS SUMERGIDOS 57 IV.
CINEMÁTICA DE FLUIDOS IV.
1. INTRODUCCIÓN 59 IV.2.
REPRESENTACIÓN DEL MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS: MÉTODO DE
EULER 59 IV.3.
LÍNEAS Y SUPERFICIES DE CORRIENTE. LÍMITES 60 IV4.
MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA FLUIDA ELEMENTAL 62 IV.5.
MODALIDADES DEL MOVIMIENTO 64 IV.6.
MOVIMIENTO RELATIVO 65 IV.7.
GASTO 67 IV.8.
CONSERVACIÓN DE LA MATERIA. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD 68 IV.9.
MOVIMIENTO POTENCIAL 70 IV.9.1.
Movimiento potencial plano de líquidos. Red de corriente 72 IV.9.2.
Métodos de estudio 74 V. ANÁLISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA V.1.
INTRODUCCIÓN 75 V.2.
HOMOGENEIDAD DE LAS ECUACIONES DE MECANICA DE FLUIDOS 76 V.3.
ECUACIÓN GENERAL DE LA HIDRÁULICA. OTRAS APLICACIONES DEL TEOREMA DE
BUCKINGHAM 77 V.3.1.
Ecuación general de la hidráulica 77 V.3.2.
Desagüe a través de orificios 80 V.3.3.
Rozamiento en conductos uniformes 82 V.3.4.
Desagüe sobre obras abiertas 85 V.3.5.
Pérdidas de energía singulares 86 V.3.6.
Empuje de una corriente sobre cuerpos sumergidos 87
V.4.
SEMEJANZA. MODELOS HIDRÁULICOS 88 V.5.
SEMEJANZA HIDRÁULICA. EFECTO DE ESCALA 92 VI.
HIDRODINÁMICA VI.
1. INTRODUCCIÓN 95 VI.2.
ECUACIONES DE NAVIER‑STOKES Y DE EULER 95
VI.3.
FORMAS DE LA ECUACIÓN DE LA ENERGÍA. TEOREMA DE BERNOULLI. 96 VI.4.
EQUILIBRIO RELATIVO. 99 VI.5.
MÉTODO UNIDIMENSIONAL DE ANÁLISIS DE CORRIENTES LIQUIDAS. 100 VI.5.1.
Velocidad representativa en una sección transversal. 100 VI.5.2.
Nivel piezométrico en una sección transversal recta. 100 VI.5.3.
Potencia y carga total de corrientes líquidas permanentes. Extensión del
teorema de BERNOULLI. 102 VI.5.4.
Ecuación global de EULER. Impulsión. 105 VI.5.5.
Generalización del estudio unidimensional de corrientes líquidas
permanentes. 110 VII. DINÁMICA DEL LÍQUIDO REAL VII.
1. INTRODUCCIÓN. 115 VII.2.
EXPERIMENTO DE REYNOLDS. RÉGIMEN LAMINAR
Y TURBULENTO DE UNA CORRIENTE. 116 VII.
3. CORRIENTE LAMINAR UNIFORME EN TUBERÍAS. ECUACIÓN DE HAGEN‑POISEUILLE.
119 VII.4.
FILTRACIÓN LAMINAR EN MEDIOS POROSOS. 122 VII.4.1.
Ecuación de DARCY. Conductividad hidráulica. 122 VII.4.2.
Filtración potencial. Empujes hidrodinámicos. 125 VII.5.
TURBULENCIA. CAPA LÍMITE. 126 VII.5.1.
Capa límite laminar. Empuje longitudinal de una corriente sobre láminas
sumergidas. 127 VII.5.2.
Capa límite turbulenta. 129 VII.6.
SEPARACIÓN DE LA CAPA LÍMITE. 132 VIL7.
EMPUJES HIDRODINÁMICOS SOBRE CUERPOS SUMERGIDOS Y DISIPACIÓN DE ENERGÍA.
133 VIII. CORRIENTES EN CARGA VIII.
1. INTRODUCCIÓN. 137 VIII.2.
CORRIENTES UNIFORMES EN TUBERÍAS. 137 VIII.
2.1. Ecuaciones de rozamiento. 139 VIII.2.2.
Rozamiento en tuberías comerciales. 141
VIII.3.
CORRIENTES UNIFORMES DE SECCIÓN NO CIRCULAR. 142
VIII.4.
SISTEMAS DE CONDUCCIÓN EN CARGA. 143 VIII.4.1.
Cálculo de tuberías sencillas. 143 VIII.4.2.
Sistemas complejos. Relaciones empíricas de pérdidas por rozamiento.
Redes. 144 VIII.4.2.1.
Tramos en serie. 150 VIII.4.2.2.
Brazos en paralelo. 151 VIII.4.2.3.
Redes de distribución ramificadas. 153 IX. CORRIENTES LIBRES IX.
1. INTRODUCCIÓN. 155 IX.2.
CARACTERÍSTICAS DESCRIPTIVAS. 155 IX.3.
CORRIENTES UNIFORMES. 156 IX.3.1.
Función de capacidad. 160 IX.3.2.
Eficiencia hidráulica. 163 IX.4.
CONTROL DE SEDIMENTOS. VELOCIDAD ADMISIBLE. 167 IX.5.
ENERGÍA ESPECÍFICA EN CORRIENTES LIBRES. RÉGIMEN CRÍTICO. 170 IX.6.
TRANSICIONES. 173 IX.7.
MOVIMIENTO GRADUALMENTE VARIADO. 178 IX.8.
ESTUDIO CUALITATIVO DEL EJE HIDRÁULICO. 179 IX.9.
RESALTO HIDRÁULICO ESTACIONARIO. 182 IX.10.
SECCIONES DE CONTROL. FUNDAMENTOS DEL AFORO MODULAR. 185 IX.
11. CALCULO DEL EJE HIDRÁULICO. 187 X.
HIDROMETRÍA X.1.
INTRODUCCIÓN. 189 X.2.
MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD DE UNA CORRIENTE LÍQUIDA. 190 X.3.
RELACIONES DE GASTO EN DISPOSITIVOS DE AFORO. 192 X.3.1.
Venturi. 192 X.3.2.
Orificios. 194 X.3.3.
Compuertas de fondo. 197 X.3.4.
Vertederos en pared delgada. 198 X.3.5.
Vertederos en pared gruesa. Módulos de estrechamiento largo. 201 X.3.6.
Relación funcional de los coeficientes de gasto con parámetros
adimensionales significativos. 204 XI.
RÉGIMEN VARIABLE DE CORRIENTES FLUIDAS FORZADAS XI.
1. INTRODUCCIÓN. 211 XI.2.
MOVIMIENTO VARIABLE DE LÍQUIDOS INCOMPRESIBLES. 212 XI.2.1.
Vaciamiento de un recipiente. 212 XI.2.2.
Oscilación en masa. 214 XI.3.
MOVIMIENTO VARIABLE DE FLUIDOS COMPRESIBLES EN CONDUCTOS FORZADOS. 217 XI.3.1.
Ecuaciones fundamentales del golpe de ariete 218 XI.3.2.
Maniobras de obturador 223 XI.3.3.
Cálculo gráfico. Método de SCHNYDER-BERGERON 227 XI.3.4.
Solución numérica. Método de las características 231 XII.
BOMBAS Y SISTEMAS DE IMPULSIÓN XII
1. INTRODUCCIÓN 237 XII.2.
TURBOMÁQUINAS. BOMBAS DE CORRIENTE AXIAL Y RADIAL 237 XII.3.
ESFUERZOS SOBRE LOS ÁLABES. POTENCIA EN EL EJE 240 XII.4.
ECUACIÓN DE EULER 243 XII.5.
CURVAS CARACTERÍSTICAS 245 XII.6.
CAVITACIÓN. NPSH 250 XII.7.
LEYES DE SEMEJANZA EN BOMBAS. UNIDADES HOMOLOGAS 253 XII.8.
TIPOS DE BOMBAS 257 XII.9.
SISTEMAS DE IMPULSIÓN 260 XII.9.1.
Curvas características de un sistema de distribución 260 XII.9.2.
Impulsión con sistema de bombeo simple 263 XII.9.3.
Impulsión con sistema de bombeo complejo 266 XII.9.4.
Golpes de ariete por parada del bombeo 270
APÉNDICES. 1.
ESTRUCTURA DEL AGUA. 277 2.
ACCIÓN DE CAMPO VECTORIAL. CAMPO POTENCIAL. FUNCIÓN POTENCIAL. 283 3.
MOVIMIENTO DE LA MATERIA FLUIDA. 385 3.1.
Traslación, rotación y deformación de un elemento fluido. 285 3.2.
Análisis del vector aceleración. 287 3.3.
Movimiento relativo dentro de un sistema en rotación. 287 4.
RED DE CORRIENTE. 291 4.1.
Métodos de estudio. 291 4.1.1.
Gráficos. 291 4.1.2.
Analógicos. 311 4.1.3.
Numéricos. 292 4.1.4.
Analíticos. 414 4.1.4.1.
Potencial complejo. 294 4.1.4.2.
Transformación conforme. 316 4.1.5.
Superposición de soluciones. Aplicación al método de imágenes. 297 4.2.
Algunos casos de interés general. 298 4.2.1.
Potencial complejo del movimiento uniforme. 298 4.2.2.
Potencial complejo del sumidero. 299 4.2.3.
Transformación conforme de potenciales complejos. 301 4.2.4.
Superposición de redes de corriente. 305 5.
TENSIÓN, DEFORMACIÓN Y RELACIONES DE ENERGÍA EN EL EQUILIBRIO DINÁMICO
DE UN FLUIDO VISCOSO. 311 5.1.
Tensor de tensiones. 311 5.2.
Relación entre tensión e intensidad de deformación. 313 5.3.
Ecuación de NAVIER-STOKES. 313 5.4.
Significado energético de las ecuaciones del movimiento. 314 6.
ECUACIONES DE REYNOLDS. HIPÓTESIS DE PRANDTL. 317 7.
DISTRIBUCIÓN DE LA VELOCIDAD Y ECUACIONES DE ROZAMIENTO EN CORRIENTES
TURBULENTAS UNIFORMES. 321 Tuberías lisas. 321 Tuberías ásperas. 322 8.
REDES MALLADAS DE DISTRIBUCIÓN FORZADA. 325 9.
DISTRIBUCIÓN UNIFORME DEL AGUA DESDE RAMALES A PRESIÓN. 329 Riego por aspersión. 333 Riego por goteo. 334 10.
USO DE LAS LEYES DE SEMEJANZA EN BOMBAS. 339 EJERCICIOS.
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