EL RIEGO. FUNDAMENTOS HIDRÁULICOS

Autor: A. Losada Villasante.
Páginas: 461. Tamaño: 24 X 17 centímetros.
Ilustraciones: más de 200  ilustraciones (fotos, dibujos, esquemas, tablas, cuadros).
Año: 2009 (4ª edición, corregida y actualizada).
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ÍNDICE DEL LIBRO:

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. 345  


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