Cap 1 Hidrodinamica de Lagunas Costeras.pdf

Cap. 3
Cinemática y Dinámica de Circulación y Dispersión
3.3. Conservación del Momentum
En mecánica clásica de sólidos, la transferencia o conservación del momentum se expresa como:
“variación del momentum mv = impulso de las fuerzas aplicadas”, o:
∆( mv)
= ∑ F ∆t
(3.35)
Para un elemento de fluído de masa m = ρ∆V
= ρA∆x
que circula con velocidad v =∆x / ∆t
y
descarga Q = Av por el canal de una laguna costera; sustituyendo estas expresiones en la ecuación
(3.35), y considerando el tránsito entre dos secciones consecutivas 1 y 2:
( ρQv) 2
− ( ρQv)
1
=∑ F
(3.36)
3.3.1 Salto Hidráulico Estacionario
Si en un canal de fondo horizontal ( ∆z = 0 ) y ancho constante T, es decir sin transiciones ni
contracciones o ensanches, coexisten en una región 2 secciones transversales con profundidad de flujo y 1
y y 2 diferentes, con flujo incidente supercrítico y emergente subcrítico, en la zona intermedia se genera
un cambio de nivel abrupto con turbulencia y disipación de energía, denominado "salto hidráulico"
(Figura 3.13).
Fig. 3.13 Salto hidráulico estacionario
En situación estacionaria (Q uniforme) la posición horizontal del salto no cambia; y en situación
no-estacionaria ( Q desuniforme) migra aguas abajo o aguas arriba, denominándose bore para el segundo
caso.
La única fuerza horizontal, si no se considera fricción, es la debida al gradiente de presión
hidrostática ∇ρgy actuando en dirección contraria al movimiento, de modo que si el ancho T no varía
mucho con la profundidad:
∑
F
=
1
∫
2
1
1 2 2
ρ gydA = ∫ ρgyTdy
= Tρg(
y1
− y2
)
(3.37)
2
2
99