Resistencia al flujo en canales y límites de aplicabilidad de la fórmula de Manning
Palabras clave:
Resistencia al flujo, canales abiertos, coeficiente de fricción, fórmula de Manning, fórmula de Darcy-WeisbachResumen
Se revisan los conceptos involucrados en la estimación de la resistencia al flujo en canales. En particular, se señalan los inconvenientes de la popular fórmula de Manning. También se presentan análisis teóricos que permiten determinar expresiones para el factor de fricción de la fórmula de Darcy-Weisbach para canales circulares trabajando llenos o a la mitad, y para canales anchos conduciendo flujo hidráulicamente rugoso con turbulencia desarrollada. Se demuestra que los resultados de dichos análisis permiten evitar hacer ajustes en los valores numéricos que aparecen en la fórmula de Colebrook, a fin de reproducir observaciones experimentales. Asimismo, hacen posible explicar la dispersión experimental en los valores de los parámetros que aparecen en una expresión para el cálculo del coeficiente de fricción de la fórmula de Darcy-Weisbach, aplicable a canales anchos. Con base en los resultados presentados se determina el rango de aplicación de la fórmula de Manning. Finalmente, se brinda evidencia en el sentido de que la forma geométrica de la sección transversal no tiene un papel importante en la estimación de la resistencia al flujo en canales, quedando bien representada por el radio hidráulico. Esto permite vislumbrar la posibilidad de desarrollar una fórmula universalmente válida para el factor de fricción de la fórmula de Darcy-Weisbach, aplicable a flujo en canales.
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