CANALETA PARSHALL

ANDREA USEDA

08201002

VANESA ROSALES

08201007

YANKAINE PIMIENTA

08201024

DISEÑO DIGITAL DE UNA CANALETA PARSHALL

ING. HÉCTOR AMADO

UNIVERSIDAD DE SANTANDER

U.D.E.S

BUCARAMANGA, SANTANDER

19 DE MAYO

OBJETIVOS

Determinar el caudal que pasa por la canaleta.

Aprender los métodos más usuales de medida de caudal en canales

abiertos, así como ciertos fenómenos como el resalto hidráulico.

Determinar el costo de la construcción de una canaleta Parshall.

INTRODUCCIÓN

En dinámica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de

tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por

un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el

flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.

La medida del flujo está basada en la asunción de que el flujo critico se produce

estrechando la anchura de la garganta de la canaleta y levantando la base. El flujo

cambia de subcritico a supercrítico, por esto la medida de la profundidad en un

único punto es suficiente para determinar la descarga. El nivel de agua es medido

y registrado en la línea central de acceso del canal usando un sensor ultrasónico

de nivel o bien dentro de un pozo de visita por medio de un flotador con una

transferencia mecánica a índice de caudal, o usando un sensor con una unidad

electrónica. Esta transforma la profundidad del agua a un índice de caudal.

En este trabajo vamos a realizar una canaleta Parshall determinando el costo para

la construcción de la misma el trabajo consta de una vista en tercera dimensión y

los costos.

MARCO TEÓRICO

Canaleta Parshall: La canaleta Parshall está constituida por tres partes

fundamentales que son: la entrada, la garganta y la salida. La entrada está

formada por dos paredes verticales simétricas y convergentes, el fondo es

inclinado con pendiente ascendente 4:1 La garganta está formada por dos

paredes verticales paralelas, el fondo es inclinado con una pendiente descendente

2,67:1. La distancia de la sección de la garganta determina el tamaño del medidor

y se designa por w. La salida está formada por dos paredes verticales divergentes

y el fondo es ligeramente inclinado con una pendiente ascendente de 17,9:1 En la

canaleta parshall se pueden presentar dos tipos de flujo. Un flujo a descarga libre

para lo cual es solo necesario medir la carga Ha para determinar el caudal, un flujo

en que se presenta la sumersión o ahogamiento para el cual se toman las cargas

Ha y Hb. La canaleta parshall es un elemento primario de flujo con una amplia

gama de aplicaciones para medir el flujo en canales abiertos. Puede ser usado

para medir el flujo en ríos, canales de irrigación y de desagüe, salidas de

alcantarillas, aguas residuales, vertidos de fábricas, etc. La medida del flujo está

basada en la asunción de que el flujo critico se produce estrechando la anchura de

la garganta de la canaleta y levantando la base. El aforador Parshall es una

estructura hidráulica que permite medirla cantidad de agua que pasa por una

sección de un canal. Consta de cuatro partes principales: Transición de entrada,

Sección convergente, Garganta. Sección divergente. En la transición de entrada,

el piso se eleva sobre el fondo original del canal, con una pendiente suave y las

paredes se van cerrando, va sea en línea recta o circular.

En la sección convergente, el fondo es horizontal y el ancho va disminuyendo.

En la garganta el pico vuelve a bajar para terminar con otra pendiente ascendente

en la sección divergente.

En cualquier parte del aforador, desde el inicio de la transición de entrada hasta la

salida, el aforador tiene una sección rectangular.

Junto a la estructura del aforador se tienen dos pozos laterales o tanques con la

misma profundidad, o mayor, que la parte más baja del aforador. El agua que

escurre por el aforador pasa a estos tanques por medio de unas perforaciones

colocadas en la pared de la sección convergente y en la garganta

Ventajas Canaleta

Baja inversión

Más resistente que cualquier metal

Dimensiones estables

Es una canaleta prefabricada, se tiene seguridad en sus dimensiones,

moldeada en una sola pieza.

Construcción resistente

Resistente a la corrosión

Su fabricación en fibra de vidrio, permite soportar el ataque químico de

líquidos corrosivos

Fácil instalación

Superficie lisa

Durable

Más exacta que el concreto

Opcionalmente se suministra una regleta, la cual se localiza dentro del

canal para una indicación rápida del flujo

Selección del tamaño de garganta apropiado.

Sus principales desventajas son:

Su costo es mayor en comparación con los vertederos.

Requieren de fundaciones sólidas e impermeables

Requieren de mucha precisión en su fabricación para un desempeño

satisfactorio.

Los aforadores Parshall se construyen de muy diversos tamaños y se

clasifican según sea la anchura en la sección de garganta. El Parshall más

pequeño tiene una anchura de garganta de 1 pulgada (25,4mm) y el más

grande de 50 pies (15.250 mm.).

En la ecuación:

Q= K Ha u

Donde:

K= coeficiente que depende del ancho de la garganta

U: Coeficiente que varia entre1.522 y 1.60

Ha= altura piezometrica en la sección de control A

Requisitos generales.

Para asegurar mayor precisión posible durante la utilización de un canal aforador

Parshall, es necesario tener en cuenta las siguientes consideraciones.

De acuerdo con DIN 19559 y BS 3680, la entrada del canal debe estar limpia, lisa

y en ángulos rectos. Debe presentar antes del canal aforador una sección recta

igual por lo menos a 10 veces el ancho del canal. Para la salida el único requisito

consiste en que el agua debe ser capaz de circular libremente a partir del canal.

PROCEDIMIENTO

El dato que escogimos para hacer la canaleta es que el ancho de la garganta (w)

es de 1.8288m

A=2.134, a=1.422, B=2.092, C=2.134, D=2.667, E=0.914, T=0.610, G=0.914,

K=0.076, M=0.457, N=0.229, P=3.442, R=0.610, X=0.051 Y=0.078

NOMENCLATURA

W= Ancho de la garganta

A= Longitud de las paredes de la sección convergente

a=U ubicación del punto de medición Ha

E= Longitud de la sección convergente

C= Ancho de la salida

D=Ancho de la entrada de la sección convergente

E=Profundidad total

T=Longitud de la garganta

G=Longitud de la sección divergente

H=Longitud de las paredes de la sección divergente

K=Diferencia de elevación entre la salida y la cresta

M=Longitud de la transición de entrada

N=Profundidad de la cubeta

P=Ancho de la entrada de la transición

R=Radio de curvatura

X=Abscisa del punto de medición Hb

Y=Ordenada del punto de medición

Realizamos el dibujo en autocad 3D con todas las medidas que aparecen en la

tabla. Teniendo el área sacamos el presupuesto.

MODELO DIGITAL DEL AFORADOR

Figura 1. Vista superior

Figura 2. Vista Lateral

Figura 3. Vista superior modelo realista

Figura 4. Vista lateral modelo realista

Figura 5. Modelo realista

PRESUPUESTO

El presupuesto del canal parshal se realizo con base en los precios de una lamina

de acrílico.

SECCIÓN ÁREA(m2) V/UNITARIO

(1.2X1.8) de 2”

V/TOTAL

FONDO CANAL 9.2035 $ 160.000 $ 681.741

PAREDES 8.3622 $ 160.000 $ 619.422

TOTAL $ 1´301.164

SECCIÓN ÁREA(m2) V/UNITARIO

(1.2X1.8) de 3”

V/TOTAL

FONDO CANAL 9.2035 $ 180.000 $ 766.958

PAREDES 8.3622 $ 180.000 $ 696.850

TOTAL $1´463.808

CONCLUSIONES

De este trabajo podemos concluir que su costo es mayor en comparación

con los vertederos.

En la canaleta prefabricada, se tiene seguridad en sus dimensiones,

moldeada en una sola pieza.

BIBLIOGRAFÍA

FONCECA HERRERA, Néstor Enrique. Revista Escuela colombiana de

ingeniería "La instrumentación en la operación y seguridad de las presas"

1995

Canaleta parshall prefabricada, aguamarket productos