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HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA APLICADAS

Canales de flujo de laboratorio para la enseñanza/investigación de la hidráulica - Versión 1

CANALES ABIERTOS DE LABORATORIO PARA ESTUDIOS HIDRAÚLICOS PARA LA ENSEÑANZA E INVESTIGACIÓN

Nuevo - Canales EstÁndar

>Canales estándares
>Canales especiales, tanques y estanques
>Equipos auxiliares:
• Instalaciones para el transporte de sedimentos
• Productor de olas mono y aleatorio
• Instrumentación

INTRODUCCIÓN

Armfield ha estado diseñando y suministrando instalaciones con canales abiertos a laboratorios de hidráulica de todo el mundo alrededor de unos 50 años.

Este folleto presenta la gama completa de canales abiertos disponibles en Armfield, tanto para la investigación como para la enseñanza, estándares y especiales.

Existe la posibilidad de hacer comentarios generales acerca del diseño, flexibilidad y exactitud de los canales abiertos con el fin de asistir a aquellos que estén interesados en la investigación a un nivel más avanzado.

Normalmente, los canales tienen una sección prismática rectangular. Las dimensiones de la sección en la zona de trabajo son las principales características que determinan tanto la funcionalidad como el coste del canal.

Dependiendo de los requisitos del cliente, los canales pueden ser diseñados para incorporar las siguientes características alternativas:
• Lecho fijo o pendiente variable
• Suministro de agua integrado o del laboratorio
• Circuito abierto o con recirculación en la carga del sedimento
• Opciones en la elección del material para la sección de trabajo (cristal, metal, madera)
• Incorporación de un generador de olas y playa
• Sistemas de instrumentación para el flujo, velocidad, nivel, etc.
• Muestreo de sedimento

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CARACTEÍSTICAS CLAVES DE UNA INSTALACIÓN DE CANAL ABIERTO

Debido al tamaño físico y la naturaleza pesada de construcción, es fácil olvidar que un canal es un instrumento y que en muchos casos requiere un alto nivel de integridad respecto tanto a sus dimensiones de trabajo, como a su habilidad de conseguir resultados reproducibles.

Armfield reconoce la necesidad de exactitud, precisión y repetibilidad.

Estos son las piedras angulares del diseño, construcción e instalación final.

DIMENSIONES

Las dimensiones críticas de un canal son la longitud de trabajo y la sección transversal (anchura y profundidad). Longitud de trabajo también significa longitud efectiva. Es bastante habitual que las condiciones de entrada turbulentas requieran una parte sustancial de lo que sería descrito como sección de trabajo antes de que las condiciones de flujo apropiadas prevalezcan. Los canales de Armfield están diseñados de manera que la longitud de trabajo está maximizada. Las condiciones generales del canal están también minimizadas a través del cuidadoso diseño en las condiciones de entrada y salida así como el uso sensible del espacio debajo e inmediatamente adyacente del canal.

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Los materiales de construcción son de suma importancia, no solo por la durabilidad y longevidad requerida en un equipo tan costoso, sino también por su idoneidad de su propósito. Mucho de los canales son utilizados en el estudio de transporte de sedimentos de manera que los materiales en contacto con el sedimento deben de ser resistentes a la abrasión. En dicha situación es una práctica estándar de Armfield el uso de acero inoxidable en el lecho de los canales.

Claridad en la visualización del flujo es un ingrediente esencial, especialmente cuando equipos láser anemométricos o de fotografía están involucrados. Incluso agua potable podría desgastar una superficie pero agua con partículas duras, como sedimento, dañarían rápidamente cualquier material blando. Por este motivo todos los canales de Armfield están construidos con paneles transparentes de cristal endurecido tanto para secciones pequeñas como puertas o secciones de trabajo completas. Cristal endurecido es utilizado también por seguridad. En caso de que el panel se rompiera el cristal no se rompería en pedazos puntiagudos y peligrosos sino en pedacitos cúbicos relativamente pequeños e inofensivos.

Siempre que sea posible los componentes más básicos en contacto con agua están hechos de materiales que no se corroen, tales como plástico, GRP, o acero inoxidable. Las bombas son de hierro fundido pero donde hay sedimento recomendamos el uso de bombas especiales, típicamente vidrio revestido.

INSTALACIÓN Y MONTAJE

Los canales de Armfield, tanto estándar como personalizado, están construidos en principio de forma modular. De esta manera pueden ser suministrados en el destino en secciones prefabricadas y manejables.
Los diseños son tales que en algunos casos el cliente es capaz de montar el equipo con ayuda del manual de instrucciones sin ayuda del ingeniero especializado. Sin embargo esto es siempre una opción, y Armfield ofrece el presupuesto de la instalación, puesta en servicio y, donde sea apropiado, el entrenamiento básico.

FACILIDAD DE USO

Experimentación puede ser a veces tiempo malgastado y tedioso. Muchas veces es requerido mucho tiempo para recoger importantes datos. Es en estos momentos cuando el usuario aprecia aquellos equipos que han sido diseñados de una manera cuidadosa desde el punto de vista ergonómico.

Armfield incorpora muchas opciones para facilitar la vida del operador. Todos los controles están localizados en una simple consola. Opciones eléctricas para válvulas de control, sistemas revestidos y presas. Instrumentación para la lectura directa del caudalímetro, con lectura digital en el panel de control. Instrumento de transporte motorizado que ofrece ejes de 3 vías. Altura de trabajo práctica que proporciona un cómodo acceso a la sección de trabajo y al registro de datos vinculado con el ordenador.

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HIDRAÚLICA: PRESTACIONES Y DISEÑO DE SISTEMAS

FLUJO UNIFORME

Dentro de los limitados confines de un canal de laboratorio es crítico alcanzar las condiciones de trabajo tan rápido como sea posible una vez el flujo haya entrado en la sección de trabajo. Hay bisagras localizadas en la entrada y otros medios utilizados para asentar y dirigir el flujo tan pronto como entra en el tanque a la sección de trabajo.

DISEÑO DEL TANQUE DE ENTRADA

El diseño del tanque de entrada generalmente es el adoptado por Armfield como estándar como consecuencia de 50 años de experiencia después de intensas pruebas de trabajo. El resultado es un tanque de forma cuidadosa, con las paredes y base perfiladas, mientras que su longitud se mantiene compacta para así minimizar el uso de espacio en el laboratorio. En el tanque se incorporan diferentes aparatos para mantenerlo quieto.

CONTROL DEL NIVEL – PRESA DE SALIDA

De igual importancia es el método para controlar el nivel dentro del tanque. Esto es normalmente hecho por una presa en la zona final de descarga. Existen muchas opciones pero la más frecuente utilizada por Armfield es la presa ajustable inclinada o, para condiciones de flujo más complejas, una presa ciega veneciana con listones tanto verticales como horizontales.

SUMINISTRO DE AGUA

Tradicionalmente los laboratorios hidráulicos son construidos con sumideros debajo del suelo y tanques elevados a la cabeza unidos con una tubería de anillo. Laboratorios modernos raramente utilizan estas facilidades.
Sin embargo, Armfield es capaz de suministrar canales tanto con configuración independiente donde la reserva, bombas, tuberías, válvulas y caudalímetros están incorporados, y donde sea apropiado, circuitos de recirculación para transporte de sedimentos como con configuración no independiente, donde pueden ser acoplados a algún tanque de cabeza y descargados a un sumidero del laboratorio.

 

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CANALES INCLINADOS

Muchas áreas de estudio requieren o son mejoradas con el uso de canales inclinables. La mayoría de veces esto se traduce en pendientes positivas, aunque a veces se requieren las pendientes negativas.

El aspecto más importante de los canales inclinables es que la sección de trabajo retenga la integridad, es decir que mantenga las tolerancias.

Para alcanzar este propósito es necesario un riguroso diseño rígido que asegure casi no desviación sin importar la carga o la inclinación. El diseño con un sistema nivelador es crucial para garantizar esto.

Detalle de la escala de la pendiente, y los botones de control con la parada de emergencia. Pendiente electrónica también indicada en la consola principal de control.

SISTEMA NIVELADOR

Canales inclinables necesitan un gato para nivelarlos. La necesidad de estabilidad y de tamaño y peso de la instalación hace que este elemento sea de crucial importancia.

Varias opciones están disponibles, incluyendo la transmisión por cadena y por ascensor hidráulico. Sin embargo ninguno ofrecen el grado de precisión que puede se pede llegar a alcanzar con los tornillos niveladores a través del eje y las cajas de cambio. Una elección de Armfield.

Canales de gran longitud necesitan una serie de niveladores cuidadosamente conectados ara evitar la distorsión del soporte principal.

En canales de larga longitud, o cuando se requieren grandes pendientes, un mecanismo de pivote situado en cada estación asegura en todo momento un aspecto vertical con respecto a los tornillos niveladores.

Otras características incluyen indicadores para asegurar la posición de la pendiente, rodamientos suaves para limitar el ruido, motores eléctricos (opcional) y sistemas de detección que permiten la operación sólo en caso de que los niveladores se muevan juntos.

 

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CANALES DE LECHO FIJO, TANQUES DE OLAS Y CUENCAS

No todas las aplicaciones requieren que los canales sean inclinables. En muchos casos es suficiente que la unidad tenga una posición horizontal fija. En estos casos las opciones de construcción se incrementan. Uno de los sistemas más flexibles es el de composite/madera y con paneles de vidrio rebajados.

CONSTRUCCIÓN CON COMPOSITE/MADERA Y PANELES DE CRISTAL

Canales de este tipo son siempre de lechos fijos, ya que la estructura no permite la rigidez necesaria en la inclinación excepto en canales con menos sección transversal. El formato rebajado es especialmente apropiado para instalaciones destinadas a la investigación donde futuros proyectos pueden necesitar canales de flujo de diferentes proporciones.

El perfil rebajado del diseño proporciona una óptima flexibilidad en el montaje del canal, en el tanque de entrada y salida, bombas de servicio y tuberías. Las paredes están hechas de contrachapado barnizado o de composite a veces encaradas con acero inoxidable y paneles de cristal intercambiables. Un compuesto de unión, el cual permanece plástico, es hermético adhiriéndose al cristal o a la madera/composite, de manera que sella los paneles lo cuales son soportados por secciones de canales de acero templado. Estas secciones están separadas en intervalos rectangulares y soportan el lecho del canal y las paredes a través de tacos niveladores ajustables. De esta manera es posible nivelar y alinear el canal con la mayor precisión posible.

 

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TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

Frecuentemente en experimentación es necesaria la sedimentación y/o deposición. Esto requiere la circulación del sedimento. Para esta configuración el canal de flujo necesita un línea de recirculación que permita que el agua que contiene el sedimento en suspensión se recircule. Los canales de flujo de Armfield pueden ser diseñados para incorporar estas líneas, de manera que la tubería es diseñada para asegurar que el sedimento permanece en suspensión y no se asiente dentro del sistema.

Los sedimentos son abrasivos, por ello la selección de materiales es un factor muy importante. Las bombas son revestidas en vidrio, las válvulas son reducidas al mínimo y la medida del flujo es a través de caudalímetros electromagnéticos los cuales no requieren ningún tipo de componente dentro del fluido. Las áreas de visualización del flujo deben ser construidas en cristal endurecido y de acero inoxidable en la base y en los tanques.

Estudios que implican movimiento del lecho son cada vez más relevantes, frecuentemente basados en temas de medioambiente. Un tópico que ofrece una notoria dificultad de estudio en campo se presta al estudio en detalle utilizando canales de flujo en un ambiente controlado de laboratorio.

SISTEMAS SIN RECIRCULACIÓN

Este suele ser más complejo y requiere que el sedimento sea recogido después de la descarga, ya sea a través de un tanque de asentamiento o de hidrociclones.

HARDWARE AUXILIAR

Normalmente éstos incluyen alimentadores de sedimentos y muestras de sedimentos.

Armfield ofrece una exhaustiva experiencia en este campo y están encantados de aconsejarlos en el suministro.

 

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GENERADORES DE OLAS

La generación de olas y efecto de ola son importantes áreas de estudio. Los generadores de olas ofrecidos van desde sistemas mecánicos simples para olas regulares a sistemas generadores multipalas que pueden ser controlados por ordenador.
Para muchas aplicaciones, especialmente modelos costeros y estudios de canales, largas crestas y olas direccionales al azar son suficientes para modelar el estado del mar. Para estudios de la zona costera y problemas en zonas de agua poco profunda, son necesarios componentes multidireccionales.

En canales abiertos y cerrados, como los explicados en este folleto, hay bastantes tipos de fabricadores de olas diferentes. Para instalaciones en laboratorios a pequeña escala están disponibles equipos por pistones eléctricamente dirigidos. Para canales más grandes están disponibles pistones que funcionan hidráulicamente y para aguas más profundas se ofrecen sistemas de cuña. Los canales pueden ser utilizados para estudiar los rompeolas, los malecones y el comportamiento de las playas, o para simples investigaciones.

Fabricadores de olas con multielementos recrean olas con creas cortas. Muchos fabricadores de olas de este tipo tienen pedales giratorios, los cuales son utilizados, por ejemplo, en la zona costera de las cuencas donde plataformas petrolíferas de gas y crudo son puestas a prueba. Para aguas poco profundas es preferible el uso de mecanismos con pistones.

Cualquiera que sea la aplicación Armfield puede suministrar el sistema completo diseñado para satisfacer sus necesidades.

 

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GRANDES CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO

Hay muchas características en el diseño asociadas a las instalaciones de canales de Armfield, muchas de ellas son únicas. La lista siguiente no es exhaustiva. No todas las particularidades son apropiadas para cada canal.

• Precisión para la investigación y educación
• Diseños extremadamente estables, sin necesidad de ajustes del lecho del canal por parte del usuario
• Necesidad de poco espacio para su localización
• Lecho del canal fabricado con alta precisión en acero inoxidable
• Se puede convertir fácilmente en canal cerrado con recirculación de sedimentos para el estudios de transporte
• Elementos niveladores muy precisos para el ajuste exacto de la pendiente con el mínimo esfuerzo. (niveladores con motor están disponibles como opción)
• Diseñado para facilitar la visibilidad:- cristal reforzado en los lados; soportes estilizados a los lados; altura de visualización confortable. etc.
• Instrumentos con raíles ajustables con escalas de posición localizadas a lo largo de toda la longitud de trabajo.
• Tanque de entrada totalmente perfilado
• Tanque de descarga con presa ajustable y tubo de aspiración para evitar salpicaduras y reducir el ruido.
• Construcción modular- suministrado en secciones pre glaseadas para un fácil y rápido montaje in situ.
• Opciones de generación de olas, regulares y al azar – los tanques al final actúan de cuencas extendiendo la longitud de trabajo
• Los canales estándar ofrecen un amplio rango de accesorios, instrumentos y modelos disponibles
• Materiales duraderos y no corrosivos utilizados en las superficies en contacto con el agua
• Elementos transversales eliminados a lo largo de la longitud de trabajo
• Lados transparentes con cristal reforzado, el cual es extremadamente fuerte, resistente a la abrasión, estable dimensionalmente, no se decolora o se raya y es intrínsecamente seguro
• La sección de trabajo es completamente ajustable, permitiendo un posicionamiento exacto
• Gran cantidad de soportes que reducen al mínimo las desviaciones producidas por la carga
• Tolerancias especificadas muy próximas y alcanzadas

 

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CANALES PARA LA ENSEÑANZA

F1-19 CANAL DE FLUJO

Un canal sencillo suministrado como accesorio a la popular instalación de demostración F1-10 Banco hidráulico. El canal introduce a los estudiantes las características del flujo en canales abiertos a un nivel elemental.

Para más información vea la hoja de datos
URL:www.armfield.co.uk/f1

C4MKII CANAL PARA LA ENSEÑANZA MULTIUSO

Este versátil canal ha sido diseñado especialmente para demostrar los principios fundamentales de Mecánica de fluidos aplicados a estructuras de ingeniaría en canales de flujo abiertos. Disponible en 2.5m o 5m de longitud y con un amplio rango de accesorios.

Para más información vea la hoja de datos
URL:www.armfield.co.uk/c4

S16 EQUIPO DE DEMOSTARCIÓN DE FLUJO HIDRÁULICO

Esta única instalación demuestra el flujo a través tanto de canales abiertos como de conductos cerrados. Contiene una sección de lecho elevado y modelos de varias estructuras hidráulicas.

Para más información vea la hoja de datos
URL:www.armfield.co.uk/s16

Sistema Láser PIV H41 para visualización del flujo (S16 canal compatible)
URL:www.armfield.co.uk/h41

S8 CANAL DE DEMOSTRACIÓN DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

Picture page 12: S8 mostrado con accesorios y forma del lecho típica

Esta instalación didáctica permite demostrar todas las formas de fondo que se producen en un lecho móvil al aumentar el flujo y/o su pendiente. Al ser un equipo portátil puede ser utilizado tanto en una clase como en un laboratorio.

Para más información vea la hoja de datos
URL:www.armfield.co.uk/s8

Sistema Láser PIV H41 para visualización del flujo (S8 & S16 canales compatibles)
URL:www.armfield.co.uk/h41

S2 TANQUE DE VISUALIZACIÓN DEL FLUJO Y LECHO MÓVIL

Esta unidad puede ser utilizada en dos principales campos de estudio. El primero implica una investigación detallada de situaciones con lechos móviles, y la segunda, visualización del flujo bidimensional.

Para más información vea la hoja de datos
URL:www.armfield.co.uk/s2

 

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CANALES DE FLUJO AVANZADOS

Armfield ofrece el diseño, la fabricación y el servicio de instalación para instalaciones de canales especiales de todo tipo y tamaño. Su reputación y experiencia se ha desarrollados a través de la evolución de productos estándares. Es decir canales de alta calidad para diseños estándares.

Historia y experiencia ha demostrado que existen una serie de dimensiones óptimas de las secciones transversales que satisfacen la mayoría de las necesidades en la investigación y educación.

Actualmente Armfield ofrece una gama de secciones transversales estándares tanto en configuraciones inclinables como en lechos fijos.

Estas son:

300mm achura × 450mm profundidad (S6 MkII) Inclinable solamente
600mm anchura × 1000mm profundidad (S20 & S21)
1000mm anchura × 1000mm profundidad (S22 & S23)

La longitud del canal va en función de muchos factores. Algunos factores más comunes son las necesidades experimentales, el espacio disponible y el coste. Canales de Armfield estándares están por lo tanto disponibles en unidades modulares desde 5M a 15M en incrementos de 2.5M

 

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S6 MKII CANAL DE FLUJO INCLINABLE DE PAREDES DE CRISTAL

DESCRIPCIÓN

Si se requiere un canal apropiado tanto para la enseñanza & proyecto/investigación entonces el popular S6MkII tiene que ser tu elección de canal, ofreciendo grandes niveles de precisión dimensional, una amplia selección de modelos & accesorios & formateados en varias configuraciones.

Canal inclinable de paredes de cristal de lecho fabricado en acero inoxidable. Sección transversal de trabajo de 300mm de ancho por 450mm de profundo y disponible en longitudes de trabajo estándares de 5m, 7.5m, 10m, & 15m. Están disponibles de mayor longitud en incrementos de 2.5m como pedido especial.

Completamente autónomo y compuesto por una sección de trabajo, una entrada moldeada y tanques de descarga, una serie de tanques sumidero, una bomba, un caudalímetro electrónico, un sistema nivelador y consola de control.

La sección canal está completamente revestida con largos paneles de cristal transparente endurecidos. Esto está asociado con el cuidadoso diseño de los soportes a los lados que ofrecen una visibilidad excelente y permite visualización del flujo en toda la altura de trabajo del canal. Los paneles de vidrio están sellados usando una sección de caucho en "U" comprimida por una banda de fijación de aleación de aluminio. El lecho del canal de flujo esta fabricado con alta precisión y el diseño incluye un bastidor de soporte integrado en forma de malla, confiriendo al canal de flujo un alto grado de rigidez y estabilidad. Las secciones están conectadas mediante uniones rígidas de espiga. La fuerza y rigidez del diseño permite obtener excelentes cifras de estabilidad y elimina la necesidad de tornillos de ajuste o de realizar reglajes periódicos del canal de flujo para mantener su especificación. No es necesaria ninguna estructura de apoyo ni bastidor inferior, salvo los tornillos de ajuste.

Están provistos raíles para instrumentos en toda la longitud de trabajo del canal de flujo, uno de los cuales lleva una escala continua calibrada en milímetros en toda su longitud. Unos tornillos ajustables permiten nivelar perfectamente el conjunto.

Se obtienen excelentes perfiles de velocidad en la sección de trabajo debido al cuidadoso diseño del tanque de entrada y la incorporación de dispositivos de amortiguación y alisado. El nivel del agua de operación es mantenido por una represa basculante de paso superior ubicada en el tanque de descarga. Los tanques de ambos extremos están fabricados en GRP, que es resistente y no se corroe.

La circulación del agua es realizada por una bomba centrifuga montada debajo del canal de flujo, que extrae agua de una serie de depósitos anti-corrosión interconectados, montados en el suelo y paralelos al canal de flujo. Todos los tubos y accesorios de interconexión están fabricados en materiales anti-corrosión.

El flujo se regula con una válvula de ajuste manual. El caudal se mide usando un caudalímetro electromagnético, y se indica en una pantalla digital ubicada en la consola de control. Se incluye también una válvula de aislamiento.

La consola de control esta montada en un pedestal y ubicado en una posición conveniente de la instalación, de tal manera que queda fácilmente accesible y es posible leer el caudal mientras se ajusta la válvula. El botón de parada de emergencia y los controles de la bomba también van montados en la consola. Los canales de flujo más largos llevan un botón de parada de emergencia adicional.

Está también disponible el paquete compuesto por el control por ordenador y la adquisición de datos. Vea S6MkII-50 & S6MkII-90.

El canal de flujo se inclina mediante un sistema de tornillos de ajuste - una única estación de ajuste en los canales de flujo de 5m. Los canales de flujo de hasta 15m tienen dos tornillos interconectados por un acoplamiento con engranajes. Se incluye un indicador de inclinación. Esta disponible un sistema de ajuste de inclinación eléctrico como opción, e incluye una caja de control con botones de desplazamiento hacia arriba/hacia abajo, y un botón de parada de emergencia adicional. Unos interruptores de fin de carrera electrónicos desconectan el dispositivo eléctrico en el punto mínimo y máximo del recorrido.

DETALLES TÉCNICOS

Anchura 300mm
Profundidad 450mm
Longitud Según pedido (múltiplos de 2,5m) Nota: la longitud total es la longitud de la sección de trabajo definida más 3,25m

Paredes Cristal endurecido
Lecho Fabricado exclusivamente de acero inoxidable

Tanques de extremo GRP (Plástico reforzado con fibra de vidrio)

Depósitos y tubos PVC (Cloruro de polivinilo)
Bomba Centrífuga de acoplamiento directo
Válvula de regulación de flujo De cuña, accionada con rueda manual

Inclinación positiva máx 1:40 (1,4º)
Inclinación negativa máx 1:200 (0,28º)
Medidor de caudal Electromagnético
Caudal máximo 30 Litros/segundo
Estabilidad del lecho <1mm (típica) a 400mm de profundidad de agua

Estabilidad de las paredes laterales <0,5mm (típica) a 400mm de profundidad de agua

 

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MODELOS EXPERIMENTALES & INSTRUMENTOS

Está disponible una completa gama de modelos experimentales e instrumentos de medición. Éstos proporcionan la base para un gran número de experimentos prácticos de flujo en canal abierto, incluyendo el uso y la operación de estructuras de regulación y medición.
Siempre que ha sido posible, se han utilizado materiales anti-corrosión con el fin de reducir el tiempo de mantenimiento y aumentar la vida útil de los modelos.

S6-20: PRESAS DE PLATOS – (Acero inoxidable)

• represa ajustable de paso inferior accionada por tornillo
• bloque de montaje, para un rango de platos de presa que están incluidos en el pedido:
• Presa con cresta puntiaguda (con tubería de aireación)
• Presa rectangular
• Presa trapezoidal
• Presa 90º
• Presa 60º
• Presa proporcional lineal

El usuario puede fabricar & utilizar otro tipo de presas

S6-21 PRESA DE CRESTA ANACHA – (GRP)

• Presa rectangular de esquina puntiaguda
• Presa rectangular con perfil aerodinámico

S6-20: Presa Rectangular - Teoría

Este tipo de presa es comúnmente utilizada en el cálculo de descarga en canales abiertos, especialmente donde la exactitud y precisión son necesarias para combinarse con la facilidad de construcción y mantenimiento.

La figura muestra un montículo rectangular con perfil aerodinámico en operación, que puede ser comparada con la presa de Crump

S6-2: Presa de Cresta ancha – teoría

Presa de platos en V, Sutro y Rectangular
Presas de Cresta trapezoidal y de punta también incluidas con el S6-20

S26-20: Presa rectangular – en operación

S6-22 CANAL DE FLUJO VENTURI – (GRP)

Un juego de molduras de GRP para instalar un canal de flujo Venturi en la sección del canal.

S6-23 PRESA OGEE (curva tipo S) CON PANEL MANOMÉTRICO

Ocho puntos de muestreo de presión (2 aguas arriba, 5 aguas abajo, 1 en el ápice) con tablero piezométrico de múltiples tubos.

S6-24 MODELOS DE PRESA DE VERTEDEROS – (GRP)

Completado con las siguientes secciones intercambiables aguas abajo:

> punta del vertedero
> punta con cubeto de rodillo
> peto con disipador de energía

S6-25: VERTEDERO DE SIFÓN (acrílico)

Completado con tubo respirador ajustable

S6-26: SIFÓN AUTOREGULADOR (acrílico)

S6-27: LECHOS RUGOSOS – (GRP)

Dos secciones de diferente rugosidad. Cada una de ellas consta de tres módulos dispuestos para cubrir una longitud de 2,5m.

S6-28: PILA VIBRADORA

Para estudiar la emisión de vórtices por pilotes y otras estructuras altas

S6-29: MODELOS DE BALANZA DE ARRASTRE Y ELEVACIÓN

Tres modelos - cilindros de diámetro grande y pequeño y una sección aerodinámica

S6-30: TUBO DE PITOT Y TABLERO DE MANÓMETROS – (GRP)

Con carrito para mediciones transversales y ajuste de altura con nonio, y un manómetro de agua/parafina para la medición de pequeñas diferencias de presión

S6-31: PRESA DE CRUMP – (GRP)

Un solo punto de muestreo de presión en el ápice, con tubo piezométrico

S6-32 CANAL DE PARSHALL – (GRP)

Uno de los canales de flujo de mayor uso para olas estacionarias; permite la comparación de las características de carga-flujo del canal con la documentación publicada

S6-33 CANAL WSC – (GRP)

Desarrollado por el Washington State College, este canal de flujo trapezoidal se ajusta más a las secciones de canales naturales y transporta el sedimento incluso más libremente que el canal de flujo Parshall

SS6-35: GENERADOR DE OLAS

Generador sencillo, regular, tipo compuerta, diseñado para ser montado en el tanque de descarga del canal de flujo

S6-36: PLAYA

Playa con absorción de olas para su uso con S6-35 o S6-45 para reducir el efecto de las olas reflejadas.

S6-37 MONIORIZACIÓN DEL FLUJO ZAGNI

El sistema consta de un tablero de manómetros y un carrito de instrumentos autónomos con tubo de Pitot y tubos de interconexión. Este sistema puede usarse para establecer los parámetros básicos del flujo de fluidos en el canal, incluyendo la pendiente inversa, perfiles superficiales, perfiles de presión y perfiles de velocidad.

S6-40: PORTAINSTRUMENTOS

Tanto el movimiento longitudinal como el transversal y posición de bloqueo.

S6-42 MEDIDOR DE VELOCIDAD Y ACCESORIOS

Sonda de velocidad y medidor digital, con accesorios para el montaje en el canal. Rango 0.6 a 3m/seg

H-1/2/3: LIMNÍMETRO DE PUNTA Y GANCHO

Diseñado para ser montado en el S6-40.

Picture page 18: Presa de Crump - Canal Parshall – Canal WRC – Playa Artificial – Sistemas monitorización del flujo de Zagini – Porta instrumentos – Limnímetro de Punta y Gancho

S6-MkII-50 PAQUETE SOFTWARE CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS

Incluye un inversor dentro de la consola de control para el control electrónico de la velocidad de la bomba de flujo del canal. También incluye el registrador de datos S6-MkII-90 y el sistema de instrumentación.

La opción S6-MkII-50 debe ser elegida en el momento del pedido, y no puede ser acoplado a canales ya existentes. El registrador de datos S6-MkII-90 puede ser añadido en cualquier momento y puede acoplarse a canales existentes S6-MkII.

FUNCIONES DE CONTROL

• Inversor de control de velocidad de bomba recirculadota, tanto desde el panel como desde el ordenador. Cuando se use el control desde el PC la velocidad de la bomba puede ser fijada en el PID para mantener un flujo constante.
• Control del sistema nivelador para especificar la pendiente del lecho.

REGISTRADOR DE DATOS Y SISTEMA DE INSTRUMENTACIÓN (S6-MkII-90) FUNCIONES

(Incluido con S6-MkII-50 y disponible independientemente)

• Medidor de inclinación electrónico para medir la pendiente del lecho
• Manómetro electrónico para medir:

>Distribución de presiones en 10 lugares,
Rango:±690mm H2O (+/- 1 psi)
e.g. conectores para el lecho o para las estructuras hidráulicas tales como S6-23 presa de Ogee

y
>sensor de presión diferencial de rango bajo, Rango 0 a 254mm H2O(0 a 10”), e.g. para utilizar con el S6-30 tubo de Pitot

• 2 canales de entrada de Volatje para utilizar con su instrumentación, Rango ±5 Voltios. e.g. para utilizar con el S6-42 Medidor de velocidad y H40 Sensor de Olas. (Estos voltajes de entrada pueden ser transformados en unidades de ingeniería a través del software)

• Termistor para medir la temperatura del agua, Rango 0-50ºC

• Incluye el interfaz USB y software para permitir el registro de datos de los parámetros arriba mencionados. El software incluye un sofisticado sistema de muestreo, calibración y representación gráfica incluyendo la habilidad de guardar y exportar los datos en el formato Microsoft Excel.

Requerimiento esencial: Windows PC con puerto USB. (no suministrado por Armfield)

 

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S6-45 GENERADOR DE OLAS ALEATORIAS

Este equipo utiliza la bisagra base de la presa del tanque de descarga del Canal de flujo S6MkII de Armfield como paleta. La caja de control del S6-45 funciona con cualquier ordenador personal (no suministrado por Armfield) a través de un interfaz de serie.

SOFTWARE DEL GENERADOR DE OLAS

- Olas regulares
- Olas irregulares – ruido blanco filtrado
- Olas irregulares – serie de Fourier
- Técnicas de generación de olas definidas por el usuario

Se trata de un paquete avanzado de software diseñado para simular condiciones marítimas de olas de cresta larga. Puede generar olas Regulares, Irregulares y Solitarias.

Se ejecuta en cualquier PC compatible con Windows que tenga instaladas las dos tarjetas de interfaz suministradas con el software.

La instalación se realiza a través de un programa de instalación. Después de la instalación, permite introducir y guardar en un archivo todos los datos dimensionales relevantes de la paleta.

La función de transferencia experimental puede ser introducida y guardada para una variedad de profundidades de agua.

Los parámetros de altura y periodo de la ola se introducen a escala completa (prototipo) junto con la escala del modelo que se está usando.

Cuando se está ejecutando, la pantalla muestra los parámetros del estado del mar generado y una visualización gráfica en tiempo real del movimiento de la paleta.

ESTADOS DE MAR GENERADO

Olas regulares

Este método de generación de señales permite producir olas regulares de mono frecuencia con una altura y periodo específicas.

Olas Irregulares – método con filtrado del ruido blanco

Este método de generación de señales está basado en el principio de filtrado digital del ruido blanco y se genera en tiempo real. Están disponibles tres fuentes de ruido blanco tanto con un registrador de único de cambio, con registradores múltiples de cambio o con números al azar con una distribución Gaussiana. La fuente del ruido blanco se genera y pasa a través del filtro digital para producir la señal de la posición requerida de la paleta.

Las características de este filtro son obtenidas realizando una Transformación Rápida de Fourier basada en la forma espectral que haya sido seleccionada.

La ventaja de este método es que crea secuencias que pueden ser variadas desde unos pocos segundos a varios años necesitando sólo memoria para mantener los parámetros del estado del mar.

Esta habilidad para crear largas secuencias que no se repiten es de gran importancia cuando se están probando modelos que no ofrecen una respuesta linear. Se han llevado a cabo grandes pruebas las cuales han demostrado que las olas producidas con este método son reales y que encajan con las teorías estadísticas para olas provenientes de océanos.

La entrada de datos requeridas son:

- Modelo de escala
- Forma espectral
- Longitud de secuencia
- Condición inicial de la secuencia
- Tiempo del experimento

La condición inicial de la secuencia es una característica muy útil porque permite generar exactamente la misma secuencia al azar cada vez ya que es esencial para pruebas comparativas.

Además permite al usuario definir completamente la forma espectral. Están disponibles muchas formas estándares incluyendo:

• Pierson-Moskowitz
• JONSWAP
• ITTC
• 1SSC
• Darbyshire Coastal
• Darbyshire Ocean
• Neuman

Olas Irregulares – Método series de Fourier

Este método es equivalente a la suma de olas seco de diferentes frecuencias y amplitudes para reproducir el espectro de energía especificado.

De hecho el tiempo de salida de las series es producido llevando a cabo la transformada de Fourier inversa del espectro de amplitudes después de aplicar la apropiada Función de Fourier.

Se ofrecen dos opciones. En la primera los componentes de la frecuencia son producidos con fase aleatoria. En la segunda los componentes tienen fase y amplitud aleatoria.

La técnica no es apropiada para producir señales en tiempo real luego los valores requeridos son computados y guardados en un archivo. Esto es leído como por un programa “playback” cuando las olas van a ser generadas. Una vez se han creado estos archivos pueden ser guardados y usados de manera repetitiva.

Una sola operación FFT no puede producir series en un tiempo de longitud infinita y el límite del sistema ha sido establecido a 2048 puntos. Están disponibles secuencias más largas pero se obtienen llevando a cabo un número de FFTs y juntando las secuencias individuales hasta crear una de longitud deseada por el usuario.

Este método proporciona todos los posibles tipos de espectros que pueden ser obtenidos por el método de filtrado de ruido blanco.

ESPECIFICACIONES

General
Señal de salida ± 10 voltios

Estados de mar estándares disponibles:

o Pierson-Moskowitz
o JONSWAP
o ITTC
o 1SSC
o Darbyshire Coastal
o Darbyshire Ocean
o Neuman

Estados de mar pueden ser definidos por:

• Velocidad del viento
• Velocidad del viento y empuje
• Frecuencia de la ola y altura
• Frecuencia
• 16 ordenadas de densidad espectral

Olas aleatorias pueden basarse en:

• Ruido blanco con simples o múltiples registradores de cambio o números aleatorios, todos con prueba de longitud variable
• Series de Fourier con amplitud variable o fija, y con pruebas de longitud variable
• Técnicas definidas por el usuario

Funciones de Transferencia:

• Recopilación automática de la señal demandada de la paleta con cambio de la Función de transferencia
• Interpolación de la función de transferencia entre frecuencias definidas

NB

El concepto básico del fabricador de olas aleatorias puede ser aplicado a todo el rango de canales grandes. Las configuraciones de la paleta pueden variarse para acomodarse a la aplicación.

Preguntar por detalles & cuota.

 

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CANALES ESTÁNDARES INCLINABLES Y NO INCLINABLES CON CRISTAL A LOS LADOS PARA INVESTIGACIÓN

NUEVO

Estos canales tan grandes son considerados equipos de investigación y por ello hay que mencionar que muchos de los modelos disponibles para el S6-MkII no están disponibles para estos equipos. La excepción son los Fabricadores de Olas. Podemos ofrecer Fabricadores de Olas para estos canales como pedidos especiales.

Las versiones de canales inclinables son muy similares en diseño y funcionamiento al rango de los S6-MkII. Sin embargo debido al aumento en su tamaño ofrecen ciertas diferencias en su diseño que puede reflejarse en el trasporte de mayor carga así como ofrecer velocidades de flujo mayores.

Estas diferencias comprenden la fabricación del lecho i.e. acero templado, laminado con acero inoxidable en el lado húmedo, soporte rígido en el bastidor inferior y tanques finales fabricados de acero inoxidable.

Otra de las grandes diferencias relacionas con la capacidad de estas unidades más grandes es que las unidades estándares no tienen los tanques de reserva montados en el suelo. En cambio incorporan circuitos de recirculación cerrados. Estos circuitos están diseñados como estándares para acomodar el transporte de sedimento como característica. Además el flujo es controlado a través de bombas donde al menos una de ellas tiene control de variador de velocidad.

Los tornillos niveladores son ajustados electrónicamente a través de la caja de control con botones “up/down” mas un botón de parada de emergencia. Existen también unos interruptores electrónicos de límites que inhabilitan el aparato eléctrico en su recorrido máximo y mínimo.

Las opciones de los canales no inclinables siguen el mismo criterio que los inclinables con respecto a su funcionamiento pero con la diferencia que el método de construcción es más ligero y más flexible. El área de trabajo es de probado diseño y utiliza una estructura robusta de acero suficiente para soportar el peso del agua. Los lados están fabricados en cristal endurecido y la base construida en contrachapado marino con la cara de acero inoxidable o puede ser de cristal endurecido cuando se quiera tener visualización. Las secciones están suspendidas dentro de la estructura de acero. El tamaño de las secciones son de aproximadamente 2.5m de largo haciendo fácil su manejo durante la construcción o en cualquier momento en el futuro.

Una de las características del diseño de los canales no inclinables es la posibilidad de modificar el canal de varias maneras en cualquier momento más tarde.

Por ejemplo:
- aumentar la longitud
- reconfigurar las conexiones
- añadir paneles en la base para una mejor visualización

A diferencia de las versiones inclinables las cuales vienen en módulos de vidrio de 2.5m, los no inclinables son empaquetados de manera plana y son montados en el lugar in situ.
Tanto los inclinables como los no inclinables están disponibles para su funcionamiento en laboratorios ya existentes o como se ha mencionado anteriormente con capacidad independiente y completa.

Están disponibles en longitudes de trabajo estándares de 5m, 7.5m, 10m, 12.5m, y 15m. Están disponibles longitudes más grandes en incrementos de 2.5 m como pedido especial.

DETALLES TÉCNICOS

S20 / S21 S22 / S23
Anchura de trabajo 600mm 1000mm
Profundidad de trabajo 600mm 1000mm
Longitud de trabajo según pedido según pedido
(múltiples de 2.5m) (múltiples de 2.5m)
Paredes Cristal endurecido
Cristal endurecido
Versiones de Lecho inclinables Acero templado laminado con acero inoxidable Acero templado laminado con acero inoxidable
Versiones con lecho no inclinable Contrachapado marino laminado con acero inoxidable o vidrio Contrachapado marino laminado con acero inoxidable o vidrio
Tanques en los extremos Acero inoxidable Acero inoxidable
Bombas(s) Centrifuga Centrifuga
Pendiente (sólo en inclinable) 1:40 max (1.4º) + ve
1:200 máx (0.28º)-ve 1:40 max (1.4º) + ve
1:200 máx (0.28º)-ve
Caudalímetro Electromagnético Electromagnético
Caudal máximo 120 L/seg 180 L/seg
Estabilidad del lecho <0.5mm (típicamente) en 540mm de profundidad de agua <0.5mm (típicamente) en 900mm de profundidad de agua
Tamaño de partícula máximo cuando recirculando sedimento 3mm de diámetro 3mm de diámetro

TANQUES DE OLAS

Utilizando los mismos métodos de construcción que en los canales no inclinables Armfield puede ofrecer tanques de olas de dimensiones similares con o sin recirculación de agua y con mono fabricadores de olas simples o sofisticadas máquinas aleatorias.

Para más información vea aplicación.

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OPCIONES DE PEDIDO

NUEVO

NUEVOS CANALES DE INVESTIGACIÓN – disponibles como estándares

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SUMISTRO ELÉCTRICO DE LOS CANALES S20/S21 & S22/23

C 415V/3ph/50Hz
D 208V/3ph/60Hz
E 380V/3ph/50Hz
F 220V/3ph/60Hz

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INSTRUMENTACIÓN

Está disponible una gama de instrumentos para canales de flujo, canales y dársenas:

H1- 1 a H1-11 Limnímetros de punta y gancho con escala Vernier
H12-1 a H12-7 Manómetros incluyendo manómetros de agua, presurizados, de agua-mercurio
H12-8 a H12-9 Medidores de presión portátiles
H30-1H a H30-3H Tubos de Pitot
H33 a H33-11 Sondas, indicadores y registradores de velocidad
H40-1-1 a H40-2-3 Sistemas de sondas de olas
H41 Sistema láser PIV (Apropiado para S8MkII & S16 tamaños sólo canales)

Instrumentos Hidráulicos (H series)
Hoja de datos disponible a petición

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Todos los productos Armfield se suministran con una Garantía Extendida de dos años

HOJA DE DATOS

CATEGORÍA DEL PRODUCTO:
Enseñanza de Ingeniería