Calculadora de caudal en canales con Manning
Calcula caudal, velocidad o tirante normal con Manning para secciones rectangulares, trapezoidales y circulares parcialmente llenas. Incluye radio hidráulico y Froude.
¿Qué es la ecuación de Manning?
La ecuación de Manning relaciona la velocidad media del flujo con superficie libre con la forma, la pendiente y la rugosidad del canal: v = (1 / n) × R^(2/3) × S^(1/2). Aquí n es el coeficiente de rugosidad de Manning, R el radio hidráulico (área de flujo dividida por el perímetro mojado) y S la pendiente del fondo. El caudal es la velocidad por el área de flujo: Q = v × A. Se usa en canales de riego, drenajes pluviales, alcantarillado y cauces.
¿Qué modo elegir?
Con un tirante conocido se obtiene el caudal. Con un caudal conocido, la calculadora busca numéricamente el tirante normal necesario. La sección puede ser rectangular, trapezoidal (triangular si el ancho del fondo es cero) o una tubería circular parcialmente llena.
Ejemplo
Un canal rectangular de hormigón de 2 metros de ancho lleva un tirante de 1 metro, con n = 0,013 y una pendiente de 1 por mil. El área es 2 m², el perímetro mojado 4 m y el radio hidráulico 0,5 m. La velocidad es 0,63 × 0,0316 / 0,013 = 1,53 m/s y el caudal 3,06 m³/s. Con un número de Froude de 0,49, el flujo es subcrítico.
Límites
La ecuación es empírica y se aplica a flujo estacionario, uniforme y turbulento completamente rugoso. El valor n influye directamente en el resultado y es el dato menos cierto: los valores típicos indicados son aproximados. Quedan fuera las curvas, contracciones, vertederos, efectos de remanso, flujo presurizado a sección llena y resguardo.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el caudal con la ecuación de Manning?
Un canal rectangular de 2 m de ancho con 1 m de tirante, un coeficiente de Manning de ejemplo de 0,013 y una pendiente de 1 por mil transporta 3,065 m³/s. Multiplica la velocidad de Manning por el área de flujo. Este cálculo preliminar supone flujo estacionario uniforme y excluye remansos, contracciones, vertederos y resguardo.
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