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2.6.4
Funciones de transporte basadas en el concepto de energía. 2.6.4.1 Aproximación
de Bagnold. Bagnold
(1966) desarrolló su función de transporte de sedimentos con base en el
concepto de energía. El consideró
las relaciones entre la tasa de energía disponible en un sistema aluvial y la
proporción de trabajo que hace el sistema que transporta los sedimentos. Las
relaciones anteriores pueden ser expresadas como:
Donde: gs =
Peso específico del sedimento. (kg/m³, lb/ft³) g =
Peso específico del agua. (kg/m³,
lb/ft³) qbw
= Tasa de transporte de la carga de fondo
por peso, por unidad de ancho. tana =
Radio tangencial a la fuerza cortante.
t =
Esfuerzo cortante actuando a lo largo del fondo. V =
Velocidad media del flujo. eb
= Coeficiente de eficiencia. En
la ecuación inicial, tV
es la energía del río, o la energía por unidad de área actuando a lo largo
del lecho del río. Los valores de
eb y tana
son mostrados por Bagnold en la figura 6.5 del libro de Yang.
(Referencia:
Sediment Transport, Theory and practice; Chih Ted Yang 1996. Figura 6.5, Pág. 152). La
tasa de trabajo necesaria para transportar la carga en suspensión es:
Donde: qsw
= Descarga de carga suspendida en
peso seco por unidad de tiempo y de ancho.
w =
Velocidad de caída del sedimento en suspensión. La
tasa de energía disponible para transportar la carga suspendida es:
Basado
en la física general, la proporción de trabajo que se hace debe relacionarse
con la energía disponible y los tiempos de eficiencia del sistema, por ejemplo:
Donde
es es el coeficiente de eficiencia de transporte de carga suspendida. La
ecuación anterior puede ser reestructurada como:
Asumiendo
que
La
carga total en peso seco por unidad de tiempo y por unidad de ancho es la suma
de la carga de fondo y la carga suspendida de la forma siguiente:
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Escuela Colombiana de Ingeniería. Centro de Estudios Hidráulicos y Ambientales. |
