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A
spectos
hidráulicos
de
la
calidad
del
agua
potable
en
las
redes
de
distribución
trabajo de Lee (2004), y c) para simular con más precisión la calidad del agua se incorporaron
y examinaron demandas estocásticas de agua.
1.6.5 T
rabajos
experimentales
y
de
dinámica
de
fluidos
computacional
Cutter (2004) llevó a cabo experimentos para la estimación del coeficiente de dispersión con
tuberías de 15 cm de diámetro. Sus resultados mostraron, como se esperaba, que el coeficien-
te de dispersión aumenta con el incremento del número de Reynolds para Re ≤ 2400 en la
zona de flujo laminar, pero disminuye linealmente con un aumento de número de Reynolds
(2400 <Re <4000) en la zona de transición. En una zona de flujo turbulento, los coeficientes
de dispersión mantienen un nivel mucho más bajo en comparación con las zonas de flujo
laminar y transitorio.
Romero-Gómez
et al.
(2008) llevaron a cabo una serie de experimentos para comparar los
resultados empíricos de la dispersión axial de un trazador conservativo en un tubo bajo
condiciones de flujo laminar y de transición con los resultados obtenidos con la simulación
de modelos de EPANET, Dinámica de Fluidos Computacional (por su siglas en ingles CFD),
y el modelo 1D Advección-dispersión (AD). El arreglo desarrollo experimental se construyó
en el laboratorio de Redes de Distribución de gua en “Water Village”, una instalación expe-
rimental en la Universidad de Arizona, Tucson, AZ, EE.UU. y consistió en un tubo de PVC
de 10 m de longitud con diámetro interior de 15.3 mm (diámetro nominal 1/2 pulgada),
montado sobre andamios de metal. El agua potable normal, bombeada desde un tanque de
almacenamiento a la tubería constituía la fuente principal, mientras que una micro-bomba
se utilizaba para inyectar el agua tomada de un vaso de precipitados que contenía un traza-
dor (cloruro de sodio). El gasto fue controlado y monitoreado por medio de sensores de tipo
turbina, y regulado mediante controles de la bomba y con la válvula de aguja en el extremo
aguas abajo de la tubería. La concentración del trazador se monitoreó con sensores de con-
ductividad eléctrica. Dos sondas de 4 anillos potenciométricos de conductividad eléctrica y
transmisores fueron colocados aguas arriba y aguas abajo, a 7.84 m de distancia, para medir
la concentración del trazador. El caudal y la concentración se observaron en tiempo real y
fueron registrados cada segundo con un registrador da datos (data logger).
Las simulaciones de CFD del transporte de especies en la tubería se llevaron a cabo utili-
zando FLUENT (2005). Se realizaron simulaciones bidimensionales (axi-simétricas) para un
estado no permanente. Las dimensiones geométricas de la tubería circular fueron
H
= 0.008
m x
L
= 1.6 m, los dos números que representan un dominio computacional 2D axi-simétrico
respecto al eje
x
. Por lo tanto, un tubo de 100
D
de longitud fue simulado. Se definió una
malla cuadriláteral con 30,480 celdas, de los cuales 10,160 celdas (8x1270) pertenecían a la
región de capa límite que se definió en las paredes de la tubería. Los siguientes tipos de
frontera se impusieron en los bordes de dominio: velocidad en la entrada (izquierda), salida
(derecha), pared (arriba), y el eje (abajo). El material se estableció como una mezcla de agua
y cloruro de sodio. Las condiciones de frontera (por sus siglas en ingles BC) en la entrada se
