Aplicaciones del teorema de Vaschy-Buckinham y diferencias entre regímenes laminar y turbulento

Aplicación del teorema de Vaschy-Buckinham

La principal aplicación del teorema es disminuir la dimensión de un problema planteado cuando una variable depende de variables independientes y todas ellas pueden ser descritas en función de unas dimensiones fundamentales. Este teorema nos permite simplificar los problemas de mecánica hidráulica al agrupar en un conjunto de parámetros adimensionales el gran número de variables que intervienen en los problemas.

Diferencias entre régimen laminar y turbulento

• Fuerzas viscosas > fuerzas de inercia -> régimen laminar (más ordenado)
• Fuerzas viscosas < fuerzas de inercia -> régimen turbulento (más desordenado)
• Caudal pequeño: velocidad baja -> menos pérdidas de energía -> régimen laminar
• Caudal mayor: velocidad alta -> más pérdidas de energía -> régimen turbulento

El parámetro adimensional es el número de Reynolds, que es el cociente de las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas.

Condiciones en una corriente libre para movimiento permanente o uniforme

La velocidad de la corriente no varía ni en el espacio ni en el tiempo, de manera que las líneas de altura piezométrica y las de altura totales son paralelas. Una ecuación aplicable en estas circunstancias es la ecuación de continuidad, donde el caudal es igual a la velocidad por la sección.

En movimiento permanente, las condiciones de velocidad en cualquier punto no varían con el tiempo. En movimiento no permanente, las propiedades mecánicas del fluido varían en el tiempo. En movimiento uniforme, la velocidad es la misma en todos los puntos y en movimiento no uniforme, la velocidad varía de un punto a otro.

Es necesario tener en cuenta la viscosidad principalmente en la capa límite, que es una delgada capa del fluido próxima al contacto con otro sólido donde tiene lugar la variación total de la velocidad. Fuera de ella, el fluido real se comporta como no viscoso y es necesario considerarla en el régimen laminar y en el cálculo de las pérdidas de carga.

Importancia de los empujes en hidrostática para ingenieros forestales

El conocimiento de los empujes permite determinar la ubicación adecuada para la colocación de compuertas o presas en canales o arroyos, así como seleccionar el tipo de compuerta o diseñar una presa teniendo en cuenta las condiciones que va a soportar para evitar roturas o desbordamientos.

Medición de pérdidas de carga en conducciones forzadas

Las pérdidas de carga se miden experimentalmente en laboratorios mediante la sonda de Prandtl o el Venturi, calculando la velocidad que lleva un determinado caudal y despejando la incógnita de las pérdidas de carga.