Calculadora de resalto hidráulico

Un resalto hidráulico es una transición rápida de un flujo supercrítico, poco profundo y veloz, a un flujo subcrítico, más profundo y lento, en un canal abierto. La superficie del agua se eleva bruscamente, se desarrolla una turbulencia intensa y parte de la energía mecánica se transforma en calor, sonido y movimiento a pequeña escala. Los resaltos son habituales aguas abajo de aliviaderos, compuertas y canales de fuerte pendiente. A menudo se provocan deliberadamente en cuencos disipadores, ya que la disipación controlada protege los lechos y las estructuras aguas abajo frente a la erosión. El número de Froude identifica el régimen del flujo comparando los efectos inerciales con los de las ondas de gravedad. Es la velocidad media dividida entre la raíz cuadrada del producto de la aceleración gravitatoria y la profundidad hidráulica. En un canal rectangular ancho, la profundidad hidráulica es la profundidad del agua. Un número de Froude mayor que uno indica flujo supercrítico; menor que uno, subcrítico; e igual a uno, crítico. Un resalto clásico exige un Froude aguas arriba mayor que uno. Si el valor obtenido con los datos es igual o inferior a uno, la ecuación de profundidad conjugada sigue dando un resultado numérico, pero no representa un resalto normal que disipe energía. Esta calculadora aplica la relación de cantidad de movimiento para un canal horizontal rectangular. La profundidad conjugada aguas abajo es la mitad de la profundidad aguas arriba multiplicada por la cantidad resultante de restar uno a la raíz cuadrada de uno más ocho veces el cuadrado del Froude aguas arriba. La continuidad permite obtener la velocidad aguas abajo mediante la relación entre las profundidades. El Froude aguas abajo se evalúa con la nueva profundidad y velocidad. La energía específica disipada en el resalto ideal es el cubo de la diferencia de profundidades dividido entre cuatro veces el producto de ambas profundidades. Las ecuaciones suponen flujo permanente, presión hidrostática lejos del rodillo, velocidad uniforme en cada sección, pendiente del lecho despreciable en el resalto y ausencia de contracciones laterales importantes. Los resaltos reales son tridimensionales y su longitud es varias veces la profundidad aguas abajo. El nivel de restitución determina si el resalto se forma donde se espera, queda sumergido o se desplaza aguas abajo. Usa los resultados como valores hidráulicos preliminares y combínalos con criterios de cuencos disipadores, comprobaciones de resguardo, consideraciones sobre sedimentos y modelos físicos o numéricos en diseños de importancia. Las unidades deben ser coherentes; los valores predeterminados y las etiquetas usan metros y segundos.