Canal Abierto de Sedimentación

EJERCICIOS GUIADOS INCLUIDOS EN EL MANUAL

Flujo sobre un lecho de arena móvil:

Perfiles de lecho asociadas con el aumento de la ntensidad de flujo y con la velocidad de transporte de sedimentos:

1. Régimen inferior (perfiles de lecho expuestos):
• Lecho plano (sin movimiento).
• Ondulaciones y dunas.
• Dunas arrastradas.
• Ondulaciones.
• Dunas.
2. Régimen superior (perfiles de lecho expuestos):
• Lecho plano (con movimiento).
• Saltos de agua y estancamientos.
• Anti-dunas.
• Arrastre anti-dunas.
• Ondas estacionarias.

Flujo sobre un lecho de grava fijo:

3. Aunque el canal no pueda transportar grava, este puede ser utilizado para estudiar la resistencia al flujo en ríos con lecho de grava y pólderes.
4. Se pueden calcular los coeficientes de resistencia del flujo, empleando ecuaciones como las de Bray, Limerinos, Hey, Lacey, Thompson y Campbell y Bathurst, y comparar los resultados con los valores reales obtenidos por observación.

Estructuras de Flujo:

5. Se puede examinar la estructura de turbulencia en el flujo mediante la inyección de tinta, interesante para la configuración de perfiles de lecho de dunas y que demuestra claramente la separación en la cara de sotavento.

Flujo en lecho liso, fijo:

El canal se puede utilizar sin sedimento en el fondo para demostrar varios fenómenos de flujo y ecuaciones:

6. Flujo rápido supercrítico, dominio de las fuerzas de inercia sobre las fuerzas de gravedad, ondas de choque generadas por obstrucciones de flujo.
7. Turbulencia.
8. Ecuaciones que gobiernan el flujo en un canal abierto – número de Reynold, número de Froude, continuidad, ecuación de Bernoulli, ecuaciones de vertedero.
9. Flujo tranquilo sub crítico, movimiento de ondas de superficie en contracorriente, en sentido opuesto al flujo.
10. Salto hidráulico: transición de flujo supercrítico a subcrítico, arrastre de aire, mezcla.
11. Medición del flujo-usando rebosadores de cresta afilada.

Histéresis en perfiles de lecho:

12. Si la descarga en el canal cambia rápidamente, no hay tiempo suficiente para que los perfiles de lecho se ajusten al nuevo régimen de flujo. Por lo tanto, si se simula un hidrograma de anegamiento incrementando y después disminuyendo la descarga, tendrán lugar diferentes profundidades para la misma descarga en las ramas ascendentes y descendentes.

Recopilación de datos y evaluación numérica (trabajo en computador):

13. Además de ilustrar el flujo y los fenómenos de sedimentos, podemos usar el canal para la recopilación de datos básicos y para la evaluación numérica de lo siguiente:
• Resistencia al flujo
• Factores de fricción de Manning, Chezy y Darcy – Weisbach para varias configuraciones de perfiles de lecho.
• Predicción de forma de lecho.
• Velocidad diagrama de Hjulstrom.
• Carga suspendida: movimiento por suspensión.
• Parámetro de los escudos: diagrama de Bogardi.
• Poder de la corriente: gráficos de Simons y Richarson.
• Esquema de corte del límite: gráfico de Leeder.
• Iniciación de movimiento.
• Diagrama de los escudos.
• Curva de Hjulstrom.

Mecánicas del transporte de sedimentos:

14. Podemos observar el movimiento de granos, comenzando desde un lecho plano sin movimiento, en lo siguiente:
• Iniciación de movimiento.
• Trayectoria del movimiento inicial.
• Movimiento por rodadura y deslizamiento (carga de contacto).
• Movimiento por saltos (carga de salto).
• Movimiento por suspensión.

Aspectos y rasgos de los depósitos:

15. Podemos observar la deposición de la carga de sedimentos e identificar los patrones resultantes de granos dentro del cuerpo de arena.

Arrastre local:

16. El arrastre bajo remolinos y vórtices en el flujo se observa tanto bajo perfiles de régimen inferior como superior. Las obstrucciones pueden ser introducidas para representar pilares de puentes, alféizares, revestimientos, etc., y examinar los patrones de arrastre resultante.