Bajas temperaturas afectan a la rapidez con que gira un remolino de agua de mar
Keywords:
temperatura, velocidad de rotación, remolino forzado, viscosidad, dinámica de fluidosAbstract
Este estudio analizó cómo la temperatura del agua influye en la velocidad de rotación de un remolino forzado aportando datos relevantes para la comprensión de procesos oceánicos y el diseño de sistemas hidráulicos. Se desarrolló un experimento cuantitativo en laboratorio, utilizando un cilindro de 250 mm de diámetro y 3,5 L de capacidad, acoplado a un motor de licuadora de 375 W para generar remolinos en agua destilada a tres temperaturas controladas: 2,5 ± 0,2 °C, 26 ± 0,2 °C y 48 ± 0,2 °C. La velocidad tangencial se midió con un anemómetro Láser Doppler (LDA) en radios de 50, 70 y 90 mm, registrando 39 puntos por condición. Los resultados evidenciaron una correlación positiva entre temperatura y velocidad; respecto a la condición ambiente, la velocidad disminuyó un 17 % a 2,5 °C y aumentó un 28 % a 48 °C, con un incremento superior al 50 % frente a la condición fría. El núcleo y la zona media mostraron mayor sensibilidad a cambios térmicos, mientras que la periferia presentó menor respuesta por pérdidas energéticas. Se concluye que la temperatura afecta significativamente la magnitud y distribución del movimiento rotacional, validando principios de dinámica de fluidos y proponiendo un modelo experimental aplicable en ingeniería y oceanografía.
Downloads
References
Cheng, Y., Li, W., Ma, S., Ji, L., Xiao, C., & Li, Y. (2024). The influence of different working fluid temperatures on the hydraulic performance of magnetic vortex pumps. Water, 16(11), 1601. https://doi.org/10.3390/w16111601
Cosne, G., Maze, G., & Tandeo, P. (2019). Coupling oceanic observation systems to study mesoscale ocean dynamics.
Costa, A., & Macedonio, G. (2005). Viscous heating effects in fluids with temperature-dependent viscosity: Triggering of secondary flows. https://doi.org/10.48550/arXiv.physics/0312066
Cruz Gómez, R. C., Monreal Gómez, M. A., & Bulgakov, S. N. (2008). Efectos de los vórtices en sistemas acuáticos y su relación con la química, biología y geología. Interciencia, 33(10), 741–746.
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33931006
Ding, S.-S., Chong, K. L., Shi, J.-Q., Ding, G.-Y., Lu, H.-Y., Xia, K.-Q., & Zhong, J.-Q. (2021). Inverse centrifugal effect induced by collective motion of vortices in rotating thermal convection. Nature Communications, 12(1), 5585. https://doi.org/10.1038/s41467-021-25838-3
Du, H., Liao, G., Liu, Z., Lin, Y., & Zhu, S. (2017). Estudio numérico del flujo de enfriamiento por vórtices y el comportamiento de la transferencia de calor en condiciones de rotación. International Journal of Heat and Mass Transfer, 105, 638–647. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.10.028
Gardea-Villegas, H. (2001). Conceptos básicos sobre la formación y teoría de los vórtices. Ingeniería Investigación y Tecnología, 2(2), 81–87.
https://doi.org/10.22201/fi.25940732e.2001.02n2.009
González-Estrada, O. A., Rojas-Nova, M. A., & González-Silva, G. (2022). Effect of temperature on a vortex reactor for hydrodynamic cavitation. Ingeniería e Investigación, 42(3), e93419. https://doi.org/10.15446/ing.investig.93419
Kim, S.-J., & Choi, H. (2024). Polar vortex weakening and its impact on surface temperature in recent decades. Polar Research, 43, Article 9723. https://doi.org/10.33265/polar.v43.9723
Lin, G., Du, H., Duan, Y., & Zhang, Y. (2013). Investigation on heat transfer enhancement and pressure loss of double swirl chambers cooling. Applied Thermal Engineering, 57(1–2), 34–44.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2013.03.042
Omer, A. M. (2008). Energía, medio ambiente y desarrollo sostenible. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(9), 2265–2300.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2007.05.001
Rallu de Malibran, M. C., Kaplan, C. M., & Di Lorenzo, E. (2024). Marine heatwaves suppress ocean circulation and large vortices in the Gulf of Alaska. Communications Earth & Environment, 5, Article 622. https://doi.org/10.1038/s43247-024-01785-x
Renault, L., Arsouze, T., Desbiolles, F., & Small, J. (2024). Rectification effects of regional air–sea interactions over western boundary current on large-scale sea surface temperature and extra-tropical storm tracks. Scientific Reports, 14, Article 31771. https://doi.org/10.1038/s41598-024-82667-2
Xu, M., Screen, J. A., Tian, W., Zhang, J., Zhang, C., & Yu, H. (2024). Influence of regional sea ice loss on the Arctic stratospheric polar vortex. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129(15), e2023JD040571. https://doi.org/10.1029/2023JD040571
Xue, Y., Arjomandi, M., & Kelso, R. M. (2010). A critical review of temperature separation in a vortex tube. Experimental Thermal and Fluid Science, 34(8), 1367–1374. https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2010.06.010
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 1970 Edgar Xavier Mendoza Arce

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.









