Resumen

Este trabajo de grado presenta un estudio experimental desarrollado en un dispositivo que posee dos cámaras cilíndricas estáticas, generadoras de dos vórtices de agua verticales, con un orificio de fondo plano y una entrada tangencial del flujo por cámara. Inicialmente se midió la velocidad en tres planos perpendiculares al flujo en el inductor con un tubo de Pitot y se graficaron sus respectivos perfiles de velocidades. De igual manera se midió la velocidad angular en los torbellinos en siete profundidades diferentes y para seis radios distintos con ayuda de un correntómetro y el efecto hall, también se graficaron sus respectivos perfiles de velocidades. Luego mediante la ecuación de la energía se estimó la potencia para diferentes planos a lo largo del canal y el dispositivo formador de vórtices. Después se adquirió la fuerza en puntos específicos del vórtice con ayuda de un sensor flexiforce, la cual multiplicada por el brazo proporcionaron el torque, el cual contribuyó a obtener la potencia para cada torbellino. Para llevar a cabo el experimento se realizó un análisis dimensional y a partir de éste se obtuvo curvas de comportamiento que relacionaron las distintas variables que influyen en la formación del vórtice con la potencia y el caudal. Los resultados mostraron que la potencia hidráulica aumenta conforme esté más cerca del fondo de la cámara y contrario al comportamiento de la velocidad angular, a medida que se acerca al núcleo de aire ésta decrece, es decir que el torque tiene un efecto más significativo en ella que la propia velocidad angular. Cabe recalcar que el dispositivo donde se llevaron a cabo las pruebas es exploratorio.