Cap 1 Hidrodinamica de Lagunas Costeras.pdf

Cap. 3
Cinemática y Dinámica de Circulación y Dispersión
calcular la fuerza de arrastre. Excepcionalmente, para velocidades u objetos muy pequeños, rige la
expresión (3.31a).
El coeficiente de arrastre C D depende de la forma geométrica, las dimensiones, y la naturaleza de la
superficie del objeto, y del número de Reynolds.
Para una lámina rectangular lisa de dimensión relativa largo/ancho = 1, 5, 20, ó ∞, el coeficiente
de arrastre C D = 1.16, 1.20, 1.50, ó 1.95 respectivamente, para el rango de número de Reynolds R e de
10 3 a 10 7 .
La Figura 3.11 muestra graficamente la dependencia del coeficiente de arrastre con el número de
Reynolds para cilindros o esferas lisas, y láminas rectangulares lisas.
Fig. 3.11 Dependencia de C D con R e para: A) cilindros o esferas lisas, y B) láminas rectangulares
lisas.
La constancia de C D en un rango grande del número de Reynolds para las láminas rectangulares,
determina que se elija esta forma geométrica, en vez de cilindros o esferas para el dispositivo de
medición de corrientes en lagunas costeras, en que el rango de velocidades fluctúa ampliamente con la
marea.
Este dispositivo consiste en una cruceta de perfil rectangular simétrica, suspendida con un cabo
de un mástil de la embarcación, y con pesos adicionales convenientes para que se introduzca y sumerja
en el agua cuya velocidad de corriente se desea medir (Figura 3.12).
Una vez logrado el equilibrio entre las componentes horizontales y verticales del peso Mg, la
tensión T del cabo, y la fuerza de arrastre de la corriente F ar :
Far = Tsenθ y Mg = Tcosθ (3.33)
dividiendo término a término la primera expresión entre la segunda (con lo que se elimina T), y
substituyendo la expresión (3.31b) para la fuerza de arrastre, se despeja finalmente la velocidad
Mgtg
v = 2 θ
C ρA
D
(3.34)
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