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¿Qué es un salto hidráulico?
Un salto hidráulico es un salto u onda estacionaria que se forma cuando la profundidad del flujo de agua cambia de supercrítica a subcrítica. A medida que la pendiente del canal abierto pasa de empinada a suave, la profundidad del agua aumenta hacia la profundidad crítica y, en algún punto, se produce inestabilidad del flujo. El flujo se vuelve turbulento hasta que alcanza una nueva profundidad normal aguas abajo. Esto se llama salto hidráulico.
Definición de varias profundidades en el flujo de canal abierto:
Para comprender la definición de salto hidráulico, debemos comprender la diferencia en la profundidad del flujo.
Profundidad de la corriente:
La profundidad de flujo es la profundidad a la que el agua fluye sobre el suelo en un canal abierto.
Profundidad crítica:
La profundidad crítica de un canal abierto es la profundidad mínima del agua debajo de la superficie del suelo a la que la velocidad de la corriente es muy alta y el flujo ocurre con más turbulencia. La velocidad del agua a esta profundidad se llama velocidad crítica.
Profundidad supercrítica:
La profundidad supercrítica es la profundidad del agua que es menor que la profundidad crítica y describe las condiciones extremadamente difíciles y supercríticas del flujo subyacente que ocurren en presas, presas y muchas estructuras de riego. La velocidad del agua a esta profundidad es mayor que la velocidad crítica. Los flujos en esta región se denominan supercríticos.
Profundidad subcrítica:
Una profundidad subcrítica es una profundidad mayor que la profundidad crítica. La velocidad del agua a esta profundidad es menor que la velocidad crítica. El flujo en esta región se llama flujo subcrítico.
Características básicas de los saltos hidráulicos:
1. Los saltos son erráticos e irregulares. 2. Dependiendo de la dirección del viento y de los vientos fuertes, la naturaleza del salto puede cambiar y puede ser entrecortado u ondulado a veces.
Usos de los saltos hidráulicos:
Inevitablemente se forman saltos hidráulicos para reducir la energía del agua mientras cae por el aliviadero. Se hace necesario reducir esa energía y mantener una velocidad constante. Este fenómeno se denomina disipación de energía en estructuras hidráulicas.
Tipos de saltos hidráulicos, según el número de fluidos:
Básicamente, los saltos hidráulicos ocurren en diferentes tipos según las características del terreno, la rugosidad de la superficie del lecho del río y muchas otras relaciones de interfaz naturales. Este tipo de salto hidráulico probablemente pueda expresarse en términos del número de Froude.
1. Salto Hidráulico Ondular – Número de Fluidos (1 a 3):
Los saltos ondulares son irregulares, mal formados y tienen turbulencia constante en las partículas de agua.
2. Saltos débiles – Números fluidos (3-6)
Los saltos débiles ocurren cuando la velocidad en el agua es demasiado lenta y las partículas de agua no son estables y fluyen de diferentes maneras.
3. Salto hidráulico oscilante: número de líquido (6-20)
Cuando el chorro oscilante entra en estado supercrítico, se forma un salto oscilante en el que una gran cantidad de partículas comienzan a oscilar en sentido horario o antihorario, formando una ligera corriente u onda en la superficie superior. El flujo también se basa en un golpe de aire unidireccional y violento.
4. Salto hidráulico constante – Número de fluido (20 a 80)
En saltos constantes, la superficie del piso es tan rugosa que las partículas comienzan a inclinarse en una dirección con una velocidad y turbulencia tremendas. Las pérdidas por fricción son altas en este tipo de salto.
5. Potente salto hidráulico – Número de fluidos (más de 80)
Un salto fuerte es un salto perfecto formado cuando las pérdidas por fricción son altas, la presión del aire se distribuye uniformemente, la velocidad es muy alta y se producen pérdidas. Este salto es muy preferido en estructuras de presas porque el agua cambia de estado de supercrítico a subcrítico en muy poco tiempo en comparación con todos los demás tipos de saltos hidráulicos.
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