FLUJO CRITICO

EL FLUJO

1. INTRODUCCIÓN

Parte de la temática que estudia la mecánica de fluidos comprende el tema relacionado con lamodelación y análisis dimensional; en esta teoría se definen una serie de elementos, conocidoscomo números adimensionales, los que facilitan la comprensión y el análisis de algunosfenómenos y la forma en cómo éstos afectarán, en nuestro caso, al flujo de agua.Es posible tener flujo de agua en dos tipos de canales, los abiertos y los cerrados; en el caso decanales abiertos se hace uso de uno de estos parámetros adimensionales. Con base en éstenúmero es posible distinguir o encasillar el flujo en tres tipos o estados: el flujo crítico, el subcríticoy el supercrítico. Este parámetro es el número de Froude y, básicamente, relaciona dos tipos defuerzas, las de gravedad y las inerciales, que dependen de la masa. El comportamiento del flujo seve delimitado por dos elementos, la viscosidad y la gravedad. El número de Froude se usa cuandoel estado de flujo se desea clasificar en función de la acción que sobre él ejerce la gravedad.

2. TIPOS DE FLUJO

Los tres tipos de flujo son:

2.1 FLUJO CRÍTICO

Este tipo de flujo presenta una combinación de fuerzas inerciales y gravitacionales que lohacen inestable, convirtiéndolo en cierta manera en un estado intermedio y cambiante entre losotros dos tipos de flujo. Debido a esto es bastante inaceptable y poco recomendable, usarlo en eldiseño de estructuras hidráulicas. Para éste tipo de flujo el número de Froude es igual a 1 y en estacondición no se generan resaltos hidráulicos (disipadores de energía).

2.2 FLUJO SUPERCRÍTICO

En este tipo de flujo las fuerzas inerciales presentan una influencia mucho mayor que lasfuerzas gravitacionales. Además de esto, el flujo se presenta a velocidades y pendientes altas, y aprofundidades más pequeñas. Cuando existe un flujo de este tipo en un canal un aumento en lacantidad de energía provoca una disminución de la profundidad de la lámina de agua. El númerode Froude, en este caso, es mayor a 1. Este estado de flujo propicia la formación de resaltoshidráulicos; estos aumentan su capacidad de disipación de energía en ciertos intervalos,alcanzando la mayor capacidad para flujos con Froude mayores a 9.

2.3 FLUJO SUBCRÍTICO

Para este régimen de flujo las fuerzas inerciales son sobrepasadas en importancia por lasgravitacionales; en el flujo se tienen velocidades y pendientes bajas, pero las profundidades de lalámina del agua, por el contrario, son mayores que las que se presentan en el flujo supercrítico.Para este tipo de flujo un aumento en la energía se traduce en un aumento en la profundidad de lalámina de agua. El número de Froude en este

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