Vibraciones inducidas en una compuerta plana con descarga de fondo excitadas por la inestabilidad del flujo

ROMAGNOLI, M.; ENDRES, L. A. M.

Mendoza

Congreso; XX CONGRESO NACIONAL DEL AGUA; 2005

Conagua

Una investigación experimental sobre vibraciones inducidas por acción de flujos en una compuerta plana con descarga de fondo con un grado de libertad es presentada. A pesar de la importancia creciente en cuanto a la consideración de estas solicitaciones, estudios de este tipo no existen en gran número. El presente trabajo tiene como objetivo principal la descripción del comportamiento vibratorio identificado en una compuerta plana con descarga de fondo con diferentes configuraciones de geometría de labios en contacto con el flujo y, de esta manera contribuir para un diseño hidráulico optimo visando evitar o reducir este tipo de solicitaciones. El modelo de compuerta utilizado, vinculado elásticamente en un canal con flujo permanente a superficie libre, consiste en una placa plana de aluminio de 800x501x20 mm, posicionada en la vertical, la cual puede tener en su extremo inferior diferentes geometrias de labios, en contacto con el flujo. El comportamiento vibratorio de la compuerta fue obtenido a partir de mediciones de aceleración en sentido del flujo, realizadas con el empleo de un acelerómetro. Diferentes aberturas de compuerta y condiciones de descarga fueron ensayadas. El estudio fue llevado a cabo para condiciones de flujo (velocidades reducidas entre 0,5 y 4,0), en que según diversos investigadores, mecanismos de excitación inducida por la inestabilidad (“instability-induced excitation”) son los responsables por dichas vibraciones (Thang, 1990; Naudascher y Rockwell, 1994 y Billeter, 2004). Son presentados, para cada geometría de labio, valores adimensionales de rms (“root mean square”) de aceleración en función de velocidad reducida. Los resultados obtenidos se encontraron, en relación con trabajos anteriores, relativamente dentro de lo esperado. Geometrías de labios como “ret”, “30d” y “ele” son más susceptibles, comparados con los casos “60” y “30i”, a la ocurrencia de fenómenos de vibración inducida. En el caso de geometrías de labios con cara inferior plana, “ret” y “ele”, mecanismos de excitación inducida por la inestabilidad aparentemente se producen en franjas de velocidad reducida posiblemente relacionadas entre sí. Labios “60” y “30i” se recomiendan por sobre “ret”, “ele” y “30d”, principalmente en casos de pequeños radios de aberturas y  valores de velocidades reducidas entre 0,5 y 4,0.