Paritian

Calor y Fluidos

Calculadora del Número de Froude (Régimen en Canales Abiertos)

Número de Froude de un flujo en un canal, río o aliviadero a partir de la velocidad y el calado, con la indicación de si es subcrítico o supercrítico y el calado crítico.

Resultados

Número de Froude 0,639
Régimen del flujo Subcrítico (lento y profundo): las perturbaciones se propagan aguas arriba
Velocidad de una onda pequeña en la superficie 3,13 m/s
Energía específica del flujo 1,204 m
Calado crítico (canal rectangular, mismo caudal por metro de ancho) 0,742 m
Cómo varía
Número de FroudeVelocidad 0,0 – 4,0. Número de Froude: 0 → 1,27732Número de Froude00,511,50,01,02,03,04,0Velocidad (m/s)

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

El número de Froude compara la velocidad del flujo con la velocidad √(g·h) a la que viaja una onda pequeña sobre agua de ese calado. Por debajo de 1 el flujo es subcrítico (lento y profundo, y las ondulaciones se propagan aguas arriba); por encima de 1 es supercrítico (rápido y poco profundo, y las ondulaciones son arrastradas aguas abajo). Cerca de 1 la superficie es inestable y se forman ondas. El resalto hidráulico es lo que ocurre cuando un flujo supercrítico pasa a subcrítico, como al pie de un aliviadero. En un canal no rectangular use el calado hidráulico (área ÷ ancho en superficie).

Fórmula

Fr = v ÷ √(g × h) · Fr < 1 subcritical, Fr = 1 critical, Fr > 1 supercritical · specific energy E = h + v² ÷ 2g

Variables

SímboloSignificadoUnidad
vVelocidadm/s
hProfundidadm
FRNúmero de Froude—
CLRégimen del flujo—
CWVelocidad de una onda pequeña en la superficiem/s
SEEnergía específica del flujom
YCCalado crítico (canal rectangular, mismo caudal por metro de ancho)m

Ejemplo resuelto

  • Velocidad2 m/s
  • Profundidad1 m
  • Número de Froude0,639
  • Régimen del flujoSubcrítico (lento y profundo): las perturbaciones se propagan aguas arriba
  • Velocidad de una onda pequeña en la superficie3,13 m/s
  • Energía específica del flujo1,204 m
  • Calado crítico (canal rectangular, mismo caudal por metro de ancho)0,742 m

Limitaciones

  • La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
  • El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.