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Registro 1 de 1 para la búsqueda Autor Rayo Villanueva, Sebastián Eugenio 

Estudio Experimental del Efecto del Viento en la Tasa de Reaeración en un Estanque Agitado

Rayo Villanueva, Sebastián Eugenio
Tamburrino Tavantzis, Aldo
Niño Campos, Yarko
Vargas Baechler, José

2009

  • Datos de edición CyberDocs
  • Tipo de Documento Libro
  • Materia Dinámica de fluido; oxígeno; aireación del agua; turbulencia; anemómetro de hilo electrocalentado
  • Descripción
    El presente trabajo de título tuvo como objetivo realizar un estudio de carácter experimental, enfocado a determinar, en forma empírica, de qué manera afecta el viento a la tasa de transferencia de oxígeno (o “reaeración”) de un cuerpo de agua. Para la realización de este estudio se desarrolló una instalación experimental, compuesta por un túnel de viento, el que en el extremo de aguas abajo contaba con un estanque de agua adosado en su ...
    El presente trabajo de título tuvo como objetivo realizar un estudio de carácter experimental, enfocado a determinar, en forma empírica, de qué manera afecta el viento a la tasa de transferencia de oxígeno (o “reaeración”) de un cuerpo de agua. Para la realización de este estudio se desarrolló una instalación experimental, compuesta por un túnel de viento, el que en el extremo de aguas abajo contaba con un estanque de agua adosado en su base. La generación de distintos niveles de turbulencia del agua contenida en el estanque se hizo mediante la acción de microchorros dispuestos en el fondo.Se determinaron perfiles de velocidad de viento en distintas ubicaciones sobre el estanque mediante mediciones con un anemómetro de hilo caliente de 1 - D, a una tasa de muestreo de 1 Hz. La estructura turbulenta del flujo se determinó mediante un sensor acústico Doppler ADV, el que permitió determinar las tres componentes de la velocidad instantánea a una tasa de muestreo de 50 Hz. Por otra parte, la medición del oxígeno disuelto en el estanque de agua se realizó mediante la utilización de un sensor situado dentro del estanque, a una tasa de muestreo de 1 Hz.Se estableció la tasa de transferencia de oxígeno para 39 condiciones experimentales, considerando distintas combinaciones de viento y de niveles de turbulencia en el estanque. Se ensayaron 8 condiciones de velocidad media del viento, en el rango 0 a 11,4 m/s, y 5 condiciones de velocidad media de los microchorros generadores de turbulencia, en el rango 0 a 2,2 m/s.Para el estudio de la interacción entre el flujo de aire y la superficie libre del agua se realizaron mediciones de los perfiles de velocidad del viento a lo largo del estanque. Estas mediciones permitieron determinar la velocidad friccional y el espesor de la rugosidad equivalente de la superficie del agua. El análisis realizado indica que la rugosidad escala adecuadamente con el espesor de desplazamiento. Existe un punto en el cual la superficie de agua cambia de un comportamiento aerodinámico de régimen en transición liso – rugoso a régimen rugoso. Aguas arriba de este punto el espesor de desplazamiento se mantiene prácticamente constante, mientras que aguas abajo se observa que la capa límite crece rápidamente. El cambio también se refleja en la relación para el tamaño relativo de la rugosidad en términos de la velocidad friccional relativa, existiendo una relación logarítmica entre ambas variables. La velocidad superficial inducida por el viento es alrededor de la mitad de la velocidad friccional asociada al flujo de aire.Mediante las mediciones de velocidad instantánea con el anemómetro acústico Doppler se calculó la energía cinética turbulenta y la escala integral de longitudes en el estanque. La transferencia de oxígeno disuelto a través de la interfase aire – agua se correlacionó con la velocidad del viento y la turbulencia del agua para permitir cuantificar los efectos de éstos en la tasa de reaeración. Los parámetros relevantes que caracterizan el movimiento del agua son la energía cinética turbulenta y la escala integral de longitudes, ambas cercanas a la superficie libre. La tasa adimensional de transferencia de gas, descrita por el número de Stanton, fue correlacionada con el número de Peclet y con una nueva variable adimensional, definida por un número de Reynolds y una función de la razón de la velocidad friccional del viento y la raíz cuadrada de la energía cinética turbulenta. Se encontró que el modelo propuesto disminuye la dispersión de los datos experimentales, permitiendo además la comparación de éstos con los resultados obtenidos por otros autores.
  • Identificador 10217