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Dr. Alejo O. SfrisoUniversidad de Buenos Aires materias.fi.uba.ar/6408 [email protected] Consulting (Argentina) latam.srk.com [email protected] www.aosa.com.ar [email protected]
Efecto mecánico delflujo estacionario
El problema hidráulicodel flujo estacionario
Hipótesis• Agua: fluido incompresible• Terreno: espacio poral rígido
saturado• Flujo laminar de Darcy (𝑣 = 𝑘 · 𝑖)Deducción de ecuación diferencial• Continuidad• Darcy (direcciones ppales)
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Efec
to m
ecán
ico
del f
lujo
est
acio
nario
𝜕𝑣' 𝜕𝑥⁄ + 𝜕𝑣+ 𝜕𝑦⁄ = 0𝑣' = 𝑘' 𝜕ℎ 𝜕𝑥⁄
𝜕𝜕𝑥 𝑘'
𝜕ℎ𝜕𝑥 +
𝜕𝜕𝑦 𝑘+
𝜕ℎ𝜕𝑦 = 0
/12345𝑘'𝜕6ℎ𝜕𝑥6 + 𝑘+
𝜕6ℎ𝜕𝑦6 = 0
74258297:𝑘𝛻6ℎ = 0
𝑣+ = 𝑘+ 𝜕ℎ 𝜕𝑦⁄
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Resultados que se obtienen
Caudal y vectores velocidad• Concentración de flujo• Riesgo de erosión
Líneas equipotenciales (𝑧 + 𝑝 𝛾⁄ = 𝑐𝑡𝑒)• Presión de poros • Regiones sin flujo
Permeabilidad (saturada | no saturada)• Región de flujo saturado• Transporte de contaminantes3
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Ejemplo: flujo bajo una ataguía celular
Vectores velocidad
Isobaras
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El problema mecánicodel flujo estacionario
Principio de tensiones efectivas
Presión total constante 𝜎 = 𝑐𝑡𝑒
El gradiente de presión de poroses un gradiente de presión efectiva• Flujo descendente: aumenta 𝜎C
• Flujo ascendente: disminuye 𝜎C, riesgo de sifonaje
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𝜎 = 𝜎C + 𝑢
�̇� = �̇�C + �̇� = 0 → �̇�C = −�̇�
𝐹 =𝛾C𝐵𝐷𝑈 ≥ 1.20
Efec
to m
ecán
ico
del f
lujo
est
acio
nario
6
Ejemplo: flujo bajo una ataguía celular
bombas
barbacanas