5: Flujo de canal abierto
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Este capítulo es una presentación selectiva de algunos temas importantes en el flujo de superficie libre. Aplazaré la consideración de la generación y propagación de ondas gravitacionales sobre la superficie libre de un cuerpo de líquido en pie o que fluye hasta el Capítulo 6, sobre el flujo oscilatorio.
- 5.1: Introducción al flujo de canal abierto
- Los flujos de canal abierto son aquellos que no están completamente incluidos dentro de límites rígidos; una parte del flujo está en contrato con nada en absoluto, solo espacio vacío. La superficie del flujo así formado se denomina superficie libre, porque ese límite de flujo es libremente deformable, en contraste con los límites sólidos. Las condiciones límite en la superficie libre de un flujo de canal abierto siempre son que tanto la presión como el esfuerzo cortante son cero en todas partes.
- 5.2: Dos problemas prácticos
- Una de las cosas interesantes del flujo de canal abierto es el efecto de la gravedad en la forma de la superficie libre en relación con el límite sólido. Todo el flujo de canal abierto, incluso ríos amplios y majestuosos como el Mississippi, o los flujos en canales de laboratorio que tratamos de mantener lo más uniformes posible, están sujetos a tales efectos de la gravedad.
- 5.3: Flujo Uniforme
- El flujo uniforme sirve como un buen caso de referencia para pensar en el efecto de la gravedad sobre la superficie libre en un flujo de canal abierto. Solo si un flujo de canal abierto puede ajustarse de alguna manera para que sea estrictamente uniforme, en el sentido de que la superficie del agua es plana y la profundidad del flujo es la misma en todas las secciones transversales a lo largo del flujo, se puede ignorar el efecto de la gravedad en la conformación del flujo.
- 5.4: Energía en flujo de canal abierto
- Para abordar los dos problemas de transición de canal planteados anteriormente, necesitamos tener una mirada más cercana a la energía mecánica en un flujo de canal abierto, y cómo se cambia la partición de los diversos componentes de esa energía mecánica, cinética y potencial, en la transición en cuestión.