Caracterización geométrica y cinemática de un chorro pulverizado empleando la técnica óptica PTV

Abstract

Los fenómenos naturales o inducidos que involucran el movimiento de gotas motivan análisis para determinar aspectos como la pérdida de suelo por erosión o los cambios que pudieran ocurrir en la tasa de infiltración debido a la energía con la que impactan sobre la superficie del suelo. El diámetro y la velocidad definen la magnitud del efecto. Para caracterizar estas variables se han aplicando diversas técnicas (papel sensible al agua, harina, inmersiones en aceite, ópticas y fotografía). En este sentido, la presente investigación emplea velocimetría por rastreo de partículas (PTV) en la caracterización de gotas emitidas por un pulverizador de flujo. PTV ha encaminado parte de su desarrollo al análisis de la velocidad de sedimentación en flujos bifásicos donde se requiere del sembrado de partículas trazadoras para evaluar el fenómeno; sin embargo, las características experimentales del trabajo obligaron a omitir el uso de estos elementos, por lo que fue indispensable hacer adecuaciones al esquema propuesto por Salinas et al. (2006). Las gotas se originaron a una presión hidráulica constante de 175 kPa, las fotografías se capturaron a una distancia de 4.5 m con tres alturas diferentes del pulverizador. La información recolectada (diámetros y velocidades) posibilitó la construcción de campos vectoriales de velocidad. Los resultados presentados derivan del análisis de 1 582 gotas, con las que se obtuvieron valores medios de 0.39, 0.55 y 0.34 mm en diámetro, y 4.02, 3.70 y 3.63 ms-1 en velocidad, para alturas de 0.5, 1.0 y 1.5 m, respectivamente