DESARROLLO DE FLUJO CRITICO

FLUJO CRÍTICO EN ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

El objetivo principal de esta tesis es el estudio del concepto de calado crítico y el desarrollo de modelos hidráulicos para su aplicación directa en casos prácticos de estructuras hidráulicas. Este objetivo se ha dividido en las siguientes secciones: 1- Estudio de la condición de flujo crítico en canales abiertos usando ecuaciones unidimensionales de energía y cantidad de movimiento, válidas en problemas de flujo con distribuciones de velocidad no-uniforme y presión no-hidrostática aplicando la teoría de puntos singulares. Este objetivo se desarrolla en las secciones 3.1 y 3.2 del capítulo 3. La primera parte, 3.1, estudia la energía y la cantidad de movimiento en condiciones de flujo crítico. En la segunda parte, 3.2, se propone una ecuación basada en la cantidad de movimiento para flujo en lámina libre sobre supercicies curvas, en base a la cual se examina la condición de flujo crítico como punto singular. 2- Desarrollo de la teoría de puntos singulares para su aplicación a canales de cajeros convergentes con cambio de régimen, tales como los aliviaderos usados en presas de materiales sueltos, las embocaduras para túneles de desvío de ríos o los canales Venturi usados con fines de aforo. Este objetivo se desarrolla en las secciones 3.3 y 3.4 del capítulo 3. En la primera parte, 3,3, se localiza la sección crítica y se calcula la curva de remanso en canales con cajeros convergentes. En la segunda parte, 3.4, se analiza un tipo común de aforador de cudal conocido por el nombre del a persona que lo propuso, el egipcio Aniwar Khafagi. 3- Estudio del efecto de la curvatura del as lineas de corriente sobre la energía específica y el flujo crítico, para su aplicación a vertederos de perfil curvo tales como la estructura de desagüe frontal de los aliviaderos de grandes presas. Este objetivo se desarrolla en las secciones 3.5 a 3.10 del capítulo 3. En la primera parte, 3.5, se presentan una versión ampliada de la ecuación de Bernoulli válida para flujos en canales que exhiben una curvatura moderada. En la parte siguiente, 3.6, se analiza el flujo crítico en aliviaderos de presas, usando la versión ampliada de la ecuación de Bernoulli. En la tercera pàrte, 3.7, se generaliza la teoría de Jaeger para vertederos curvos suponiendo una variación lineal del radio de curvatura a lo largo de la línea equipotencial que pasa por la cresta. Posteriormente, en 3.8, se presenta un comentario sobre un artículo publicado dedicado al estudio del flujo sobre vertederos de perfil trapecial. A continuación, en 3.9, se examinan aspectos hidráulicos de los vertederos circulares, como el cociente entre la energía específica y el radio de curvatura. Finalmente, en 3.10, se explora el flujo bajo la influencia de la capa límite. En esta tesis se ha mostrado que mediante el estudio de la condición de flujo crítico en canales abiertos para un caudal dado existen en general

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