Che cos'è un flusso a canale aperto?
Il flusso a canale aperto è una condizione in base alla quale il liquido che fluisce attraverso un condotto ha una superficie libera sulla quale l'unica pressione è la gravità. In sostanza, il flusso è circondato solo parzialmente da confini. Un'altra caratteristica di questo tipo di flusso è che è spesso soggetto a cambiamenti dall'ambiente esterno, a causa dell'esposizione all'aria aperta. È anche noto come flusso di gravità libero. Il termine è usato nel campo dell'idraulica.
In molti casi, il flusso a canale aperto attraversa un condotto senza nulla che lo impedisca fisicamente. Ciò può includere corpi idrici naturali come fiumi e torrenti. Il termine può essere applicato anche a tubi riempiti solo parzialmente con acqua, poiché parte del flusso ha una superficie libera.
Esistono diversi tipi di flusso a canale aperto, ognuno dei quali ha un opposto corrispondente. Ad esempio, esiste un flusso costante, che non è caratterizzato da variazioni di profondità, e un flusso instabile, che è una condizione in cui la profondità cambia in base alle variazioni nell'ambiente. Altri tipi includono un flusso uniforme e non uniforme, di cui il primo è una profondità di flusso costante misurata per una porzione specifica di un canale, e il secondo mostra una maggiore varianza in profondità sulla stessa distanza. Ci sono anche flussi gradualmente variati, in cui la profondità cambia lentamente su una lunga lunghezza del canale e il flusso varia rapidamente in cui i cambiamenti avvengono in una distanza più breve.
Anche la posizione del flusso del canale aperto può differire. Il flusso superficiale è qualsiasi movimento di liquido attraverso i condotti sopra il terreno. Il flusso al suolo è liquido che si muove sotto la superficie terrestre.
Le acque reflue e l'acqua sono i due liquidi che si trovano più frequentemente nel flusso a canale aperto. In molti casi l'acqua nei canali aperti viene incanalata verso le piante dove può essere purificata o verso i luoghi dove può essere scartata. È anche comune utilizzare questo tipo di flusso per fornire acqua a colture o bovini.
L'opposto del flusso a canale aperto è il flusso del tubo. Questa è una condizione in cui il flusso è completamente chiuso. Si trova in genere in un tubo completamente pieno.
È comune per gli ingegneri misurare il flusso d'acqua attraverso vari condotti al fine di valutare l'efficienza del sistema, la quantità di acqua trattata e pianificare la manutenzione. A differenza del flusso del tubo, non è possibile misurare il flusso del canale aperto misurando la pressione. Per questo motivo viene spesso misurato con radar speciali o dispositivi ultrasonici.