IIIIIMI II¡¡¡IBM - Biblioteca Complutense - Universidad Complutense ...

FLUJO CON EFECTOS DE FLOTABILIDAD
Los valores de “Z”, en ningún caso superiores a 5, confirman que en el flujo en
estudio no se ha alcanzado la “zona de penacho” dominada sólo por efectos de
flotabilidad. Este hecho es debido, no sólo a que las medidas se han realizado en las
proximidades de la salida de la tobera, es decir hasta una distancia adimensional zID
2.5, sino que los números de Froude correspondientes a los experimentos realizados
no son lo suficientemente pequeños y además al hecho de que todos los experimentos
se han realizado con números de Reynolds moderadamente bajos, lo que implica que
la transición a ¡a turbulencia desarrollada no se produzca de manera rápida. En los
dos últimos casos, Fr = 4.8 y Fr 2.2, la mayoría de los valores de “Z”, se
encuentran por debajo del límite establecido para la “zona de no-flotabilidad”, es
decir Z =0.5, lo que se puede confirmar observando que la velocidad adimensional
“U”, se mantiene casi constante en todo el intervalo medido. Aún en el caso de
número de Froude más pequeño, que corresponde por tanto al ensayo con mayor
grado de flotabilidad, como el flujo todavía no se ha desarrollado, se observa que la
velocidad en el eje todavía está dominada por la aceleración convectiva provocada
por la flotabilidad inicial y por tanto, que sigue aumentando hasta la máxima altura
medida.
Con el fin de comprobar si es aplicable en nuestro caso la teoría general que
predice el decaimiento de la velocidad en el eje en flujos desarrollados, se presenta
en la figura (5.10), la curva y datos teóricos para un gran rango tanto de números de
Froude como de distancias desde la salida del flujo, tomada de Chen y Chen (1979).
A continuación, en la figura (5.11) se presentan los resultados correspondientes a los
experimentos realizados, recogidos en la tabla (5.7), junto con la curva teórica que
nos proporciona el decaimiento de la velocidad en el eje para flujo desarrollado. A
la vista de los resultados, parece posible concluir que a partir de un valor del número
de Froude menor de 1.5, y por tanto, Ri mayor de 0.7, aunque la turbulencia no esté
desarrollada totalmente, los valores de velocidad en el eje tienden a aproximarse a los
determinados por Chen y Chen (1979) y Peterson y Bayazitoglu (1992) en chorros
con flotabilidad desarrollados.
224