VOLUMEN Y SECCIÓN DE CONTROL
Enviado por Yesica Torres • 29 de Noviembre de 2021 • Apuntes • 515 Palabras (3 Páginas) • 194 Visitas
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7. (2) Defina y muestre con un esquema: sección de control y volumen de control.
VOLUMEN Y SECCIÓN DE CONTROL
Un volumen de control es una región fija en el espacio elegida para el estudio termodinámico de los equilibrios de masa y energía para sistemas de flujo. El límite del volumen de control puede ser una envolvente real o imaginaria. La superficie de control es el límite del volumen de control.
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La sección de control es conducto abierto o de un curso de agua en la cual el caudal sólo viene condicionado por el nivel de agua inmediatamente aguas arriba de la misma.
22. (2) Haga un esquema y describa el fenómeno de resalto hidráulico y además muestre como se ve este cuanto a las curvas de energía y fuerza especifica.
RESALTO HIDRÁULICO
El resalto hidráulico es el fenómeno que se genera un cambio del tipo de flujo, en este caso, cuando una corriente supercrítica (rápida y poco profunda) cambia súbitamente a subcritica (lenta y poco profunda), y si se desprecian las fuerzas de fricción y no existen fuerzas adicionales en el volumen de control, la fuerza especifica de una sección del supercrítico debe ser igual a la fuerza específica de una sección del subcritico.
Figura 1. Formación de un resalto en un canal horizontal. Flujos supercrítico y subcritico
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Fuente: Hidráulica Experimental, Alfonso Rodríguez Díaz
Para que se presente un resalto hidráulico es necesario que en el canal las fuerzas especificas sean iguales, como se muestra en la Figura 2.
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En donde, q es el caudal por unidad de ancho y “y” corresponde a la profundidad de la lámina de agua de la sección. De la anterior ecuación se establece la relación entre las profundidades conjugadas del resalto hidráulico
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Donde, NF corresponde al número de Froude para la sección con profundidad y1 (aguas arriba) y y2 (aguas abajo).
Figura 2. Resalto hidráulico. Comportamiento de la energía y fuerza específicas.
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Fuente: Hidráulica Experimental, Alfonso Rodríguez Díaz
El resalto hidráulico resulta se usa principalmente como disipador de energía en flujos sobre diques, vertederos y otras estructuras hidráulicas. La pérdida de energía producida por el resalto hidráulico en un canal rectangular y horizontal se puede determinar mediante:
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Tipos de resalto
Se clasifican según el número de Froude de la sección de entrada.
Número de Froude (NF1) | Clasificación |
1 | No presenta resalto: Flujo crítico. |
1 – 1.7 | Resalto ondulante: La superficie libre presenta algunas ondulaciones. |
1.7 – 2.5 | Resalto débil: En la zona de resalto, sobre la superficie se presentan remolinos y aguas debajo la superficie es lisa. |
2.5 – 4.5 | Resalto oscilante: Se genera una onda grande con periodo irregular y puede viajar un tramo largo en el canal (si el canal no está revestido genera daños al canal). |
4.5 – 9.0 | Resalto estable: Los remolinos superficiales y el chorro de alta velocidad ocurren en la misma sección vertical. Su comportamiento es el mejor, son menos sensibles a la variación en la profundidad aguas abajo. |
9.0 – Valores superiores | El chorro de alta velocidad choca con paquetes de agua intermitentes que corren hacia abajo a lo largo de la cara frontal del resalto, generando ondas hacia aguas abajo y prevaleciendo una superficie rugosa. |
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