| Revista: | Tecnología y ciencias del agua |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000391539 |
| ISSN: | 0187-8336 |
| Autores: | Iñiguez Covarrubias, Mauro1 Flores Velazquez, Jorge1 Ojeda Bustamante, Waldo1 Díaz Delgado, Carlos2 Mercado Escalante, Roberto1 |
| Instituciones: | 1Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, Jiutepec, Morelos. México 2Universidad Autónoma del Estado de México, Centro Interamericano de Recursos del Agua, Toluca, Estado de México. México |
| Año: | 2015 |
| Periodo: | Jul-Ago |
| Volumen: | 6 |
| Número: | 4 |
| Paginación: | 141-152 |
| País: | México |
| Idioma: | Español |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Experimental, aplicado |
| Resumen en español | En los sistemas de riego es necesario definir la línea de energía total del flujo de agua para evitar variaciones de presión y gasto en los puntos de entrega y control. En estos puntos e instalan equipos especiales, entre los que se encuentran los aforadores Venturi. Estos dispositivos han sido poco estudiados en relación con tamaños, formas, materiales o condiciones de funcionamiento, y las recomendaciones de operación provienen de características obtenidas de modo experimental. Así, modelar su funcionamiento a través de simulación con dinámica de fluidos computacional (DFC) resultaría práctico, económico y confiable. El objetivo del trabajo consistió en validar la simulación de funcionamiento con DFC de un dispositivo Venturi con base en observaciones de laboratorio. La comparación de los resultados experimentales y mediante DFC fueron altamente satisfactorios para los valores de velocidad media (1.53 m s-1), gasto (0.027 m3 s-1) y presión en el manómetro diferencial (15 cm de Hg). Una vez validado el modelo, se simularon ocho escenarios de operación, con variación de gasto desde 0.005 m3 s-1 hasta 0.040 m3 s-1, lo cual simplificó el modelo de la relación gasto-pérdida de carga del Venturi, con una ecuación cuadrática y así eliminar la incertidumbre del coeficiente de descarga requerido en los análisis experimentales. Los valores característicos del dispositivo fueron un requerimiento de carga hidráulica mínima en la contracción del Venturi de 0.4 kg cm-2, y una pérdida de carga total en el Venturi de 0.075 kg cm-2 para Qmáx de 0.040 m3 s-1. Por último se recomienda diseñar dispositivos Venturi con DFC y con ello obtener información confiable para su instalación en sistemas de riego |
| Resumen en inglés | Irrigation systems require defining the total energy line of the water flow in order to prevent variations in pressure and flow at delivery and control points. Special equipment are installed at these points, including Venturi gauges. These devices have not been widely studied in terms of sizes, shapes, materials or functioning conditions, and the operating recommendations are derived from experimentally obtained characteristics. Thus, modeling their functioning with computational fluid dynamics (CFD) simulations would be practical, economical and reliable. The objective of this work was to validate the CFD simulation of the functioning of a Venturi device based on laboratory observations. The comparison of the experimental results and those obtained with the CFD were highly satisfactory for the mean velocity (1.53 m s-1), flow (0.027 m3 s-1) and pressure in the differential manometer (15 cm de Hg). After the model was validated, 8 operating scenarios were simulated with variations in flow from 0.005 m3 s-1 to 0.040 m3 s-1 which simplified the modeling of the head loss flow rate relationship of the Venturi, with a quadratic equation, thereby eliminating the uncertainty related to the discharge coefficient required by the experimental analysis. The characteristic values of the device were a minimum hydraulic head of 0.4 kg cm-2 at the contraction of the Venturi and a total pressure loss of 0.075 kg cm-2 in the Venturi for a Qmax of 0.040 m3 s-1. Lastly, the design of Venturi devices using CFD is recommended to obtain reliable information for its installation in irrigation systems |
| Disciplinas: | Agrociencias, Ingeniería |
| Palabras clave: | Riego y drenaje, Ingeniería hidráulica, Sistemas de riego, Aforador Venturi, Dinámica de fluidos computacional (CFD) |
| Keyword: | Agricultural sciences, Engineering, Irrigation and drainage, Hydraulic engineering, Irrigation systems, Venturimeter, Computational fluid dynamics (CFD) |
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