Estimación del caudal a partir de la técnica de velocimetría por imágenes de partículas a gran escala aplicado en flujo a superficie libre

Abstract

Este estudio tiene como objetivo estimar el caudal a partir de la técnica de velocimetría por Imágenes de Partículas a Gran Escala en flujo a superficie libre. El trabajo consistió en la grabación de videos en tres campañas, luego estas fueron extraídas y procesadas para el cálculo de la velocidad superficial media y finalmente la estimación del caudal, utilizando software de código abierto RIVeR y PIVlab. Se obtuvieron perfiles de velocidad para diferentes tipos de trazadores y alturas; los flujos con trazadores de espuma presentaron adecuados perfiles de velocidad, los flujos con trazadores de poli estireno fueron adecuados sólo a 2,00 m de altura y sin trazadores mostraron perfiles adecuados solo a 1,50 m, el producto de la velocidad superficial media, área y coeficiente de velocidad media da como resultado caudales para cada caso estudiado. En conclusión, los trazadores de espuma de jabón líquido presentaron mayores caudales, debido a la adecuada definición de la curva de perfil de velocidad y las mayores magnitudes de vectores de velocidad. Por lo tanto, la técnica LSPIV mostró ser sencilla, adaptable y asequible para conocer velocidades y caudales del flujo.

The objective of this study is to estimate the flow from the speedometer technique for large-scale particle images in free surface flow. The work consisted in the recording of videos in three campaigns, then these were extracted and processed for the calculation of the average surface velocity and finally the estimation of the flow, using open source software RIVeR and PIVlab. Velocity profiles were obtained for different types of tracers and heights; the flows with foam tracers presented adequate velocity profiles, the flows with polystyrene tracers were adequate only at 2.00 m in height and without tracers they showed adequate profiles only at 1.50 m, the product of the average surface velocity, area and mean velocity coefficient gives flow rates for each case studied. In conclusion, liquid soap foam tracers had higher flow rates, due to the adequate definition of the velocity profile curve and the greater magnitudes of velocity vectors. Therefore, the LSPIV technique proved to be simple, adaptable and affordable to find flow rates and speed rates.