Top 7 métodos de disipación de energía debajo de las caídas
Lea este artículo para aprender acerca de los siguientes siete métodos importantes de disipación de energía a continuación, es decir, (1) Provisión de un colchón de agua, (2) Pared deflectora, (3) Pared Biff, (4) Deflector, (5) escalonada Bloques, (6) Inclinación acanalada o Lanzamiento celular, y (7) Salto hidráulico en pendientes Glacis.
1. Provisión de un colchón de agua:
Cuando se proporciona un colchón de agua debajo de la caída, tiene dos propósitos.
yo. En primer lugar, reduce la intensidad del impacto de la capa de agua que cae.
ii. En segundo lugar, disipa la energía del flujo.
La amortiguación del agua se puede lograr con éxito al proporcionar una bolsa de agua quieta o estanque debajo de la caída. Para crear un estanque o una bolsa de agua sin gas puede desearse una cisterna. No es más que una depresión en la cama de un canal inmediatamente debajo de la caída. En realidad, la longitud y profundidad adecuadas de la cisterna no son susceptibles de tratamiento teórico, pero se trata de una amplia experiencia en el campo y los estudios de modelos.
Sin embargo, las siguientes fórmulas proporcionan una buena base para el diseño de cisternas:
2. Pared deflectora:
Es una obstrucción construida a través del canal aguas abajo de la caída. Tiene la forma de un muro de baja altura. Se dirige hacia el agua justo aguas arriba de ella. Por lo tanto, trata de crear un colchón de agua en la corriente arriba. Muchas veces cuando las condiciones de flujo son favorables puede ocurrir un salto hidráulico. Lehavsky ha dado una fórmula para calcular las dimensiones de un grupo de aplanamiento y un umbral (Fig. 19.17)
3. Biff Wall:
Es una pared final de la cisterna. Es una pared vertical con una proyección horizontal que se extiende en la cisterna (Fig. 19.18).
Debido a la proyección, el flujo de agua vuelve a la cisterna. Crea una obstrucción al agua que se mueve rápidamente en la caída. Como resultado, la energía del flujo se disipa.
4. Deflector:
Es una pared corta construida al final de un delantal corriente abajo (Fig. 19.19).
Esta pared final desvía el flujo de agua a alta velocidad. Debido a la desviación, la velocidad del flujo en la dirección del movimiento se reduce. Los dispositivos de desbaste crean resistencia de fricción para fluir y reducir la velocidad. Algunos dispositivos se mencionan a continuación.
5. Bloques escalonados:
No son más que bloques rectangulares o cubos generalmente hechos de concreto. Están dispuestos de forma escalonada en el faldón horizontal corriente abajo (Fig. 19.20). Desvían el flujo de alta velocidad en dirección lateral. Proporciona una obstrucción al flujo descendente de alta velocidad y la energía del flujo se disipa efectivamente. Se usan muy comúnmente debajo de las cataratas para disipar la energía en combinación con una cisterna.
6. Pitching acanalado o Pitching celular:
Su construcción se basa en el principio de que el perímetro rugoso mojado reduce la velocidad del flujo de manera apreciable debido al aumento de la resistencia a la fricción. Para hacer más áspero, el perímetro húmedo se puede proporcionar con un ladrillo en el borde y el siguiente ladrillo en el extremo. Este tipo de lanzamiento se proporciona en el lado corriente abajo de la caída (Fig. 19.21). Este dispositivo es barato y disipa la energía de manera efectiva.
7. Salto hidráulico en pendiente Glacis:
Se considera que el salto hidráulico u onda estacionaria es el medio más eficaz para disipar la energía y reducir la velocidad hipercrítica a la velocidad normal en el canal aguas abajo de una caída. Para garantizar la formación del salto hidráulico, es esencial que la profundidad del agua fluya con d / s. La velocidad subcrítica debe tener la siguiente relación con la profundidad de flujo hipercrítica en la punta del glaciar.
Se puede calcular la desviación de la resistencia de fricción del glacis y el uso de los valores de q y H L y las curvas de Blench que figuran en la Fig. 19.9. La energía del flujo por debajo de la onda estacionaria (Ef 2 ).
a. Dimensiones de una cisterna para glacis rectos:
El nivel de la cisterna se puede obtener luego restando 1.25 dx de d / s FSL o 1.25 Ef 2 de d / s TEL.
En caso de que el nivel de la superficie natural sea más bajo que el nivel de la cisterna determinado como por encima de la superficie natural, debe adoptarse como nivel de la cisterna.
Se ha encontrado que la energía no se disipa completamente en el salto hidráulico y, por lo tanto, es necesario proporcionar la longitud suficiente de la cisterna para evitar daños en la cama y en las orillas de un canal. En el caso de caídas de glacis sin plataforma deflector, una longitud de cisterna igual a 5 Ef 2 se considera suficiente para un buen lecho de tierra y 6 Ef 2 para suelos erosionables y arenosos.
La cisterna debe unirse a la cama diseñada d / s con una pendiente ascendente de 1 en 5.
segundo. Dimensiones de una cisterna para glacis con pared deflectora en su extremo:
Con referencia a la figura 19.15, las dimensiones de una plataforma deflectora y una pared deflectora se pueden determinar a partir de las siguientes relaciones:
Altura de la pared del deflector, h b = d c - d 2
donde d c (profundidad crítica) = (q / g) 1/3
d 2 puede calcularse utilizando la figura 19.11 con valores conocidos de H L y D C.
Grosor de la pared deflectora = 2/3 h b
Longitud de la plataforma del deflector = 5.25 h b
La plataforma del deflector debe unir la punta del glaciar con un radio igual a la profundidad del agua por encima de la cresta y a la pared del deflector con un radio R = 2/3 h b
La longitud de la cisterna - 5 d x
donde d es conjugado o profundidad secuencial después del salto hidráulico.
La cisterna debe estar deprimida por debajo del nivel de la cama de d / s en 0.1 (d / s FS de profundidad) con un mínimo de 15 cm para distribuidores y menores y de 30 cm para canales principales y ramales.
