Evaluación hidráulica de la disipación de energía en cuatro tipos de cuencos amortiguadores, bajo condiciones de flujo variable

Abstract

La presente investigación está enfocada en determinar de manera experimental la disipación de energía hidráulica para diferentes tipos de cuencos amortiguadores. Para tal propósito, se desarrolló en laboratorio una serie de ensayos bajo seis condiciones de flujo, de manera que se obtuvieron seis datos experimentales por cuenco. Las estructuras en estudio son los cuencos tipo I, II, III y IV según la clasificación de la U.S. Bureau of Reclamation; cuencos que disipan la energía principalmente por la formación del resalto hidráulico y en segunda medida por la presencia de dados deflectores, bloques de impacto y umbrales de salida. Cada cuenco ha sido diseñado y dimensionado de acuerdo a las características del canal de pendiente variable, para las condiciones de flujo ensayadas con números de Froude entre 4,08 y 5,99. Se encontró que el cuenco amortiguador tipo III es el que disipa mejor la energía con menor longitud de cuenco para caudales cercanos al de diseño, con la desventaja que la longitud del resalto hidráulico para caudales alejados de este supera la longitud del cuenco; mientras que para todos los caudales ensayados el cuenco amortiguador tipo IV presenta los mayores valores de disipación de energía con resaltos hidráulicos formados dentro del cuenco, restituyendo mejor el flujo aguas abajo.

The present investigation is focused on experimentally determining the dissipation of hydraulic energy for different types of buffer basins. For this purpose, a series of tests were developed in the laboratory under six flow conditions, so that six experimental data per bowl were obtained. The structures under study are type I, II, III and IV bowls according to the classification of the U.S. Bureau of Reclamation; bowls that dissipate energy mainly by the formation of the hydraulic shoulder and secondly by the presence of deflector dies, impact blocks and exit thresholds. Each bowl has been designed and sized according to the characteristics of the variable slope channel, for flow conditions tested with Froude numbers between 4;08 and 5;99. Finding that the type III damper bowl is the one that best dissipates the energy with the shortest bowl length for flows close to the design, with the disadvantage that the length of the hydraulic shoulder for flow rates far beyond exceeds the length of the bowl; while for all the flow rates tested, the type IV damping bowl presents the highest values of energy dissipation with hydraulic projections formed inside the bowl, with a better return of flow downstream.