Los vertederos hidráulicos son elementos complejos y importantes que se utilizan en sistemas de distribución de agua, en redes de saneamientos, en sistemas de evacuación de aguas residuales y en sistemas de control de aguas pluviales y permiten controlar el nivel en embalses, canales y depósitos, también permiten derivar caudales y elevar el nivel de agua.
Los vertederos hidráulicos son de formas y de tamaños diversos. Existen vertederos de pared delgada y de pared gruesa, vertederos laterales, vertederos circulares, parabólicos, triangulares, rectangulares y trapezoidales.
Cada día es más frecuente la instalación de estos elementos complejos en los sistemas nombrados arribas. El problema que surge en cuanto al uso de estas geometrías complejas es la dificultad de determinar a priori la capacidad en función del caudal de agua en las mismas y además tenemos que incluir su representación en los modelos de análisis de redes de saneamientos y de drenaje, dónde se nos impone la necesidad de caracterizar los vertederos.
Numerosos estudios experimentales que pretenden evaluar la capacidad hidráulica de este tipo de dispositivos existen pero, muchos modelos prácticos de canales en lámina libre que antes se investigaron de forma clásica por experiencias hidráulica hoy en día están resueltos usando los modelos de Dinámica de Fluidos Computacional (Computational Fluid Dinamics, CFD).
El objetivo de este trabajo se centra en la validación de las tecnologías basadas en la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) como alternativa para caracterizar adecuadamente los vertederos hidráulicos.
Contenido:
- INTRODUCCIÓN GENERAL
- GENERALIDADES SOBRE LOS CANALES Y CARACTERIZACIÓN DE LOS VERTEDEROS
- Generalidades sobre los Canales
- Tipos de canales
- Características geométrico-hidráulicas de los canales y de una sección transversal de un canal
- Tramo de canal prismático
- Características geométricas de los canales y de una sección transversal de un canal
- Parámetros hidráulicos de los canales y de una sección transversal de un canal
- Formas de los canales y velocidad media
- Rugosidad de un Canal
- Tipos de régimen en flujos en lámina libre
- Variabilidad temporal
- Variabilidad espacial
- Influencia de la viscosidad
- Influencia de la gravedad
- Caracterización de los Vertederos
- Definición, Función de los vertederos
- Partes de un vertedero
- Clasificación de los vertederos.
- Estado del arte sobre la caracterización de vertederos
- Formulas teóricas de descarga de los vertederos
- Vertederos rectangulares
- Los Vertederos triangulares
- Vertederos trapezoidales: Vertedero tipo Cipolletti
- Vertedero de pared gruesa (o de cresta ancha)
- Vertedero Laterales: Aliviaderos
- Generalidades sobre los Canales
- METODOLOGÍA DE TRABAJO Y ANÁLISIS DE VERTEDEROS MEDIANTE TÉCNICAS
CFD- Metodología de Trabajo
- Análisis mediante técnicas CFD del comportamiento de los vertederos
- Validación experimental del comportamiento de los vertederos
- Descripción del Dispositivo experimental
- Características de los 3 vertederos: Triangular, rectangular y trapezoidal
- Metodología experimental.
- Visualización de la lámina de Agua
- Comparación de los resultados obtenidos con los disponibles en la literatura
- Aplicación de los resultados al modelo SWMM 5
- Análisis de vertederos hidráulicos mediante técnicas CFD
- Definición la Geometría
- Generación de la Malla
- Definición de las Condiciones limites
- Modelo computacional: Calibración del solver de cálculo y resolución del problema
- Post Tratamiento: Procesamiento de datos numéricos
- Metodología de Trabajo
- ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LA CARACTERIZACIÓN DE LOS VERTEDEROS HIDRÁULICOS MEDIANTE TÉCNICAS CFD
- Presentación y análisis de los resultados
- Del estudio
- De las técnicas CFD
- Experimentales
- Comparación de los resultados obtenidos con la literatura
- Aplicación del comportamiento en SWMM 5
- Presentación y análisis de los resultados
- CONCLUSIÓN GENERAL
- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
- GENERALIDADES SOBRE LOS CANALES Y CARACTERIZACIÓN DE LOS VERTEDEROS
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Autor: © NGAMALIEU NENGOUE, ULRICH AURÈLE
Universitat Politècnica de València – Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente | TFM | Caracterización de Vertederos Hidráulicos mediante Técnicas CFD
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