Estudio experimental de la erosión local aguas abajo de una poza disipadora en un modelo físico en escala reducida 1/30”

Abstract

El propósito de esta investigación es evaluar la erosión local, aguas abajo de poza disipadora en un modelo físico a escala reducida 1/30, con la finalidad es estudiar la erosión local, mediante estudios experimentales se construyó un modelo físico, para tal fin se realizó 6 ensayos con los siguientes caudales 29.54 l/s, 63.39 l/s, 105.34 l/s, 148.23 l/s, 189.56 l/s y 232.65 l/s, Se consideró un nivel aguas arriba constante de 0.32 m y los siguientes niveles aguas debajo de 0.049 m, 0.084, 0.121 m, 0.115 m, 0.182 m y 0.219 m respectivamente, con aberturas de compuertas promedio de 0.011 m, 0.0256 m, 0.0451 m, 0.0681 m, 0.094 m y 0.128 m respectivamente; Los ensayos se realizaron bajo las condiciones de un flujo subcrítico, manteniendo un numero de Froude ente 0.017 a 0.453, y Reynolds entre 6895.043 a 202540.5, considerando como un flujo supercrítico, para los ensayos se empleó un canal de sección rectangular de 13.00 m de largo, 1.90 m de ancho y 1.90 m de altura, con una pendiente de 0.0008m/m; para las mediciones de velocidad del flujo se usó el Acoustic Dopler Velocimeter (ADV); para evaluar la erosión, se consideró un lecho compactado con arena cuasi uniforme con d50= 0.24 mm y módulo de fineza de 2.16 para cada ensayo. Como resultados de la investigación se determinó la erosión máxima para los 6 ensayos, en 8 h, 10 h, 10 h, 8 h, 10 h y 10 horas respectivamente, y la erosión observada son 0.023 m, 0.073 m, 0.110 m, 0.166 m, 0.209 m y 0.244 m m respectivamente, también se demostró que la erosión en función del tiempo crece logarítmicamente en los 5 últimos ensayos, mas no se cumple lo mismo en el ensayo correspondiente al caudal 29.54 l/s. En cuanto a los perfiles de velocidad, no se asemejan a ninguno de perfiles encontrados por Nik Hassan y Rangaswami Narayanan quien investigo un caso similar en donde evaluaron los perfiles de velocidad.

The purpose of this research is to evaluate the local erosion, downstream of the dissipating pool in a physical model at a reduced scale of 1/30, with the purpose of studying local erosion, through experimental studies a physical model was built, for this purpose a 6 tests with the following flows 29.54 l/s, 63.39 l/s, 105.34 l/s, 148.23 l/s, 189.56 l/s and 232.65 l/s, a constant upstream level of 0.32 m and the following downstream levels were considered of 0.049 m, 0.084, 0.121 m, 0.115 m, 0.182 m and 0.219 m respectively, with average gate openings of 0.011 m, 0.0256 m, 0.0451 m, 0.0681 m, 0.094 m and 0.128 m respectively; The tests were carried out under the conditions of a subcritical flow, maintaining a Froude number between 0.017 to 0.453, and a Reynolds number between 6895.043 and 202540.5, considering it as a supercritical flow, for the tests a channel with a rectangular section of 13.00 m long was used. , 1.90 m wide and 1.90 m high, with a slope of 0.0008m/m; for flow velocity measurements, the Acoustic Dopler Velocimeter (ADV) was used; To evaluate erosion, a compacted bed with quasi-uniform sand with d50= 0.24 mm and a fineness modulus of 2.16 was considered for each test. As results of the investigation, the maximum erosion was determined for the 6 tests, at 8 h, 10 h, 10 h, 8 h, 10 h and 10 hours respectively, and the observed erosion is 0.023 m, 0.073 m, 0.110 m, 0.166 m , 0.209 m and 0.244 mm respectively, it was also shown that the erosion as a function of time grows logarithmically in the last 5 tests, but the same is not true in the test corresponding to the flow rate of 29.54 l/s. Regarding the speed profiles, they do not resemble any of the profiles found by Nik Hassan and Rangaswami Narayanan who investigated a similar case where they evaluated the speed profiles.