Escala de velocidad en canales abiertos con transporte de sedimentos

• Corapi, Pietro ^[1] ; Acaro Chacón, Ximena Carolina ^[1] ; Chuquimarca Jimenez, Luis Enrique ^[2]
  1. [1] Universidad de Guayaquil

     Universidad de Guayaquil

     Guayaquil, Ecuador

     
  2. [2] Universidad Estatal de la Peninsula de Santa Elena
• Localización: Tecnología y Ciencias del Agua, ISSN-e 2007-2422, Vol. 12, Nº. 5 (septiembre-octubre de 2021), 2021, págs. 53-110
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Velocity scaling in open-channel flows with sediment transport
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• Resumen
  • español

    En condiciones de flujo uniforme y no uniforme, la escala de velocidad más empleada en canales abiertos es la velocidad de fricción. En condiciones de flujo no uniforme con transporte de sedimentos, la distribución de velocidad de la ley logarítmica podría estar ausente, por lo que no es posible aplicar métodos convencionales para calcular la velocidad de fricción. El objetivo de este trabajo es definir un método para calcular la escala de velocidad en flujos no uniformes con diferentes condiciones de transporte de sedimentos en ausencia de la distribución de velocidad de la ley logarítmica. Las pruebas de laboratorio se realizaron utilizando un sistema PIV para medir los vectores de velocidad en tiempo y espacio, los perfiles de esfuerzo cortante total se calcularon a través del análisis de equilibrio de momento, y el coespectro de la fluctuación de velocidad para definir diferentes valores del factor de escala de velocidad. Para definir cuál de los diferentes valores proporciona la mejor escala de los perfiles de velocidad se hizo una comparación de los perfiles de velocidad adimensionales. Esta comparación muestra que el valor del esfuerzo cortante al nivel de las crestas del fondo móvil ―obtenido a través de una regresión lineal del perfil de esfuerzo cortante calculado a partir del análisis de equilibrio de momento― es el mejor valor de escala de velocidad.

  • English

    Under uniform and non-uniform flow conditions, the most employed velocity scale in OCFs is the shear velocity. In non-uniform flow conditions with sediment transport, the log-law velocity distribution could be absent, so it is not possible to apply the conventional methods to compute the shear velocity. This work aims to define a way to compute the best value of velocity scale in non-uniform flows with different sediment transport under the absence of the log-law velocity distribution. Laboratory tests were performed by using a PIV system to measure the time and space velocity vectors, the total shear stress profiles were computed through the momentum balance analysis and the co-spectrum of the velocity fluctuation to define different values of the velocity scale factor. To determine which of the different values gives the better scaling of the velocity profiles, a comparison of the non-dimensional velocity profiles was done by showing that the value at the crest level from a linear regression of the shear stress profile, obtained with the momentum balance analysis, is the best velocity scale value.