Número de Froude

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El número de Froude (Fr) es un número adimensional que relaciona el efecto de las fuerzas de inercia y la fuerzas de gravedad que actúan sobre un fluido. Debe su nombre al ingeniero hidrodinámico y arquitecto naval inglés William Froude (1810 - 1879). De esta forma el número de Froude se puede escribir como:


Descripción[editar]

Las fuerzas de inercia (), en base al segundo principio de la dinámica, se define como el producto entre la masa () y la aceleración (), pero como nos referimos a un fluido escribiremos la masa como densidad por volumen. En forma dimensional se escribe:

Para simplificar la definición de fuerzas de inercia en nuestro sistema escribiremos

Donde y serán, respectivamente, una distancia y un tiempo característicos de nuestro sistema.


El peso (P) resulta ser el producto entre la masa y la aceleración de la gravedad.

Que igualmente, para simplificar reescribiremos así:

Entonces la relación entre las fuerzas de inercia y de gravedad se puede escribir así:

Entonces se define el número de Froude:

  • - masa volumétrica o densidad [kg/m³]
  • - parámetro de longitud [m]
  • - parámetro temporal [s]
  • - parámetro de velocidad [m/s]
  • - aceleración de la gravedad [m/s²]

Número de Froude en canales abiertos[editar]

En la zona más alta del aliviadero, justo antes de caer el agua, se cumple que por lo que el régimen es crítico.

El número de Froude en canales abiertos nos informa del estado del flujo hidráulico.[1] El número de Froude en un canal se define como:[2]

Siendo:[3]

  • - velocidad media de la sección del canal [m/s]
  • - Profundidad hidráulica () [m]. Siendo A el área de la sección transversal del flujo y T el ancho de la lámina libre.
  • - aceleración de la gravedad [m/s²]

En el caso de que:

  • Sea el régimen del flujo será supercrítico
  • Sea el régimen del flujo será crítico
  • Sea el régimen del flujo será subcrítico

Véase también[editar]

Referencias[editar]

Bibliografía[editar]

  • Hidráulica de los canales abiertos. Ven Te Chow. 1982. ISBN 968-13-1327-5
  • Mott, Robert L. Mecánica de Fluidos. Sexta Edición. Editorial Pearson. México, 2006.
  • Streeter, V. Mecánica de Fluidos. Novena Edición. Editorial McGrawHill. Colombia, 2000.