Coeficiente de Boussinesq

La distribución no uniforme de velocidades  también afecta el cálculo del momentum en flujo de canales abiertos. A partir del principio de mecánica, el momentum de un fluido que pasa a través de la sección de canal por unidad de tiempo se expresa por β · δ · Q · V, donde β es conocido como coeficiente de momentum o coeficiente de Boussinesq, en honor a quien lo propuso por primera vez; δ es la densidad del agua; Q es el caudal; V es la velocidad media. Se ha encontrado que el valor de β  para canales prismáticos aproximadamente rectos varía desde

1.01 hasta 1.12.

En muchos casos se justifica considerar:  β = 1, siendo un valor límite utilizado generalmente en secciones transversales de alineación casi recta y tamaño regular; en este caso la distribución de la velocidad será estrictamente uniforme.

El valor de β  se determina mediante la siguiente ecuación: 

donde: Vh =Componente vertical de la velocidad a una profundidad h

            dA = Diferencial de área correspondiente a la velocidad Vh

             V = Velocidad media

             A = Área total

             δ  = densidad del fluido

             Q = caudal

Los dos coeficientes de distribución de velocidades son siempre un poco mayores que el valor límite de la unidad, para el cual la distribución de velocidades es estrictamente uniforme a través de la sección del canal. Para canales de sección transversal regular y alineamiento más o menos recto, el efecto de la distribución no uniforme de velocidades en el cálculo de la altura de velocidad y el momentum es pequeño, especialmente en comparación con otras incertidumbres involucradas en  el cálculo. Por consiguiente, a menudo los coeficientes se suponen iguales a la unidad. En la Tabla 3-6 se indican algunos valores que pueden asumirse para los coeficientes α y β dependiendo del tipo de canal.

TABLA 3-6 Valores de coeficientes de distribución de velocidad para diferentes canales

(Fuente: Steponas Kolupaila).