COMO MEJORAR LAS CONDICIONES DEL FLUJO RAPIDAMENTE VARIADO
(RESALTO HIDRAULICO)
COMO MEJORAR LAS CONDICIONES DEL FLUJO RAPIDAMENTE VARIADO
(RESALTO HIDRAULICO)
INTRODUCCIONQu es un salto Hidrulico?Un resalto o un salto
hidrulico es un fenmeno local, que se presenta en el flujo
rpidamente variado, el cual va siempre acompaado por un aumento
sbito del tirante y una perdida de energa bastante considerable, en
un tramo relativamente corto. Ocurre en el paso brusco de rgimen
supercrtico (rpido) a rgimen subcrtico (lento), es decir, en el
resalto hidrulico el tirante, en un corto tramo Generalmente, el
resalto se forma cuando en una corriente rpida existe algn obstculo
o un cambio brusco de pendiente como vemos a continuacin
Las aplicaciones prcticas del resalto hidrulicas son muchas se
pueden utilizar: para 1) disipar la energa del agua que fluye sobre
presas, vertederos y otras estructuras hidrulicas 2) recuperar
altura o aumentar el nivel del agua en el lado de aguas debajo de
una canaleta de medicin y mantener un nivel alto del agua en el
canal de la irrigacin 3) incrementar el peso sobre el sobre la zona
de aguas debajo de una estructura de mampostera y reducir la presin
arriba bajo dicha estructura aumentando la profundidad del agua en
su zona, 4) aumentar el caudal por debajo de una compuerta
deslizante manteniendo alejada la profundidad de aguas abajo; 5)
para indicar condiciones especiales de flujo, como la existencia de
flujo supe critico o la presencia de una seccin de control; 6
mezclar qumicos utilizados para la purificacin de agua y casos
similares; 7) airear el agua con sistemas de suministros
urbanosPROBLEMAComo observamos anteriormente el salto hidrulico si
bien tiene beneficios, tambin tiene perjuicios para con la
estructura ya construida, pues si este resalto no es bien
controlado puede ocasionar destrucciones en la estructura por la
energa misma que produce este fenmenoLa intensidad del resalto
varia ampliamente, se caracteriza por el desarrollo de turbulencia
extrema de gran escala, por hondas superficiales y por roci,
disipacin de energa y entrampamiento de aire El salto hidrulico
produce destruccin en el canal dependiendo con la energa que venga
este salto, para ello es necesario introducir en la construccin
materiales de alta resistencia
Si el nmero de Froude oscila entre 2.5 a 4.5 antes del salto
hidrulico el tipo de flujo es oscilante, que es un chorro
intermitente del fondo del canal a la superficie, causando as olas
persistentes corriente abajoSi el nmero de Froude es mayor a 9 en
el antes del salto hidrulico el flujo es fuerte produciendo as un
flujo fuerte, con un resalto brusco, efectivo pero con superficie
irregular ondulada aguas abajo con riesgo de erosin en el canal
OBJETIVOSObjetivos principalesComo mejorar las condiciones del
salto hidrulico para que este sea bien aprovechado como disipador
de energa, o aumentando el caudal requerido para determinada funcin
del canal? Objetivos secundariosComo hacer el salto hidrulico ms
corto en longitud para poder controlar la energa que este genere en
el momento que ocurra el fenmeno?Como evitar que el nmero de Froude
antes de que se produzca el salto se encuentre en el intervalo de
2.5 a 4.5 o sea mayor a 9?
HIPOTESIS Como planteamos en los objetivos nos proponemos a que
el salto hidrulico no sea ni oscilante ni fuerte para evitar la
erosin entonces. El salto hidrulico se da cuando el flujo pasa de
un rgimen supe crtico a un rgimen subcrtico es decir el flujo pasa
de ir velos a ir lento en este fenmeno actan las distribuciones de
presiones como veremos a continuacin: La ecuacin del momentum
indica que:
Desarrollando esta ecuacin y aplicando a nuestro caso antes y
despus del salto hidrulico llegamos a la siguiente conclusin:
Esta ecuacin recin mostrada nos indica que la sustraccin de los
momentos antes y despus del salto es igual a la energa que acta
para represar este fenmeno y as evitar destrozos en el canal que es
nuestro objetivo primordialPara este propsito se dispone de la
utilizacin de cuencos disipadores, para el diseo de estos
cuencos:
Se dispone de las siguientes reglas de diseo:
Como mejorar las condiciones del salto hidrulico para que este
sea bien aprovechado como disipador de energa, o aumentando el
caudal requerido para determinada funcin del canal? Ahora somos
capaces de contestar esta interrogante. La forma ms econmica y
prctica de disipar la energa cuando se produce salto hidrulico es
mediante cuencos disipadores, estos siempre dirigidos hacia un
canal propio en rpidas despus de compuertas deslizantes, etc.
Evitando siempre con los disipadores en lo posible que el nmero de
Froude se encuentre en el intervalos de 2.5 a 4.5 o que este sea
mayor a 9 para evitar un salto comprometedor con la estructura, es
decir que no realice destrucciones en la misma
JUSTIFICACION
