COEFICIENTES DE DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDAD

COEFICIENTE DE CORIOLIS
Como resultado de la distribución no uniforme de velocidades en una sección de canal, la altura de velocidad de un flujo en canales abiertos es por lo general mayor que el valor calculado de acuerdo con la expresión V2 / 2g donde V es la velocidad media. Cuando se utiliza el principio de energía en cálculos, la altura de la velocidad real puede expresarse como α (V2 / 2g).
El coeficiente de Coriolis α que aparece en la expresión de la energía cinética, representa la relación que existe, para una sección dada, entre la energía real y la que se obtendría considerando una distribución uniforme de velocidades. Su valor se calcula con la siguiente ecuación:
Dónde:
Vh = Componente vertical de la velocidad a una profundidad h
dA = Diferencial de área correspondiente a la velocidad Vh
V = Velocidad media
A = Área total
Los ensayos experimentales muestran que α varía entre 1.03 y 1.36 para los canales prismáticos (canales con sección transversal y pendiente del fondo constante).
El uso del coeficiente de Coriolis, depende de la exactitud con que se estén haciendo los cálculos, en muchos casos se justifica considerar: α = 1, siendo un valor límite utilizado generalmente en secciones transversales de alineación casi recta y tamaño regular; en este caso la distribución de la velocidad será estrictamente uniforme.
COEFICIENTE DE BOUSSINESQ
La distribución no uniforme de velocidades también afecta el cálculo del momentum en flujo de canales abiertos. A partir del principio de mecánica, el momentum de un fluido que pasa a través de la sección de canal por unidad de tiempo se expresa por β · δ · Q · V, donde β es conocido como coeficiente de momentum o coeficiente de Boussinesq, en honor a quien lo propuso por primera vez; δ es la densidad del agua; Q es el caudal; V es la velocidad media. Se ha encontrado que el valor de β para canales prismáticos aproximadamente rectos varía desde 1.01 hasta 1.12.
En muchos casos se justifica considerar: β = 1, siendo un valor límite utilizado generalmente en secciones transversales de alineación casi recta y tamaño regular; en este caso la distribución de la velocidad será estrictamente uniforme.
El valor de β se determina mediante la siguiente ecuación:
Dónde:
Vh =Componente vertical de la velocidad a una profundidad h
dA = Diferencial de área correspondiente a la velocidad Vh
V = Velocidad media
A = Área total
δ = densidad del fluido
Q = caudal
Los dos coeficientes de distribución de velocidades son siempre un poco mayores que el valor límite de la unidad, para el cual la distribución de velocidades es estrictamente uniforme a través de la sección del canal. Para canales de sección transversal regular y alineamiento más o menos recto, el efecto de la distribución no uniforme de velocidades en el cálculo de la altura de velocidad y el momentum es pequeño, especialmente en comparación con otras incertidumbres involucradas en el cálculo. Por consiguiente, a menudo los coeficientes se suponen iguales a la unidad. En la Tabla se indican algunos valores que pueden asumirse para los coeficientes α y β dependiendo del tipo de canal.
TABLA Valores de coeficientes de distribución de velocidad para diferentes canales
(Fuente: Steponas Kolupaila).

COEFICIENTES DE DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDAD Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Ing. Civil

0 comentarios::

Publicar un comentario