Lección 20.Canaleta Parshall La canaleta Parshall cumple un doble propósito en las plantas de tratamiento de agua, de servir de medidor de caudales y en la turbulencia que se genera a la salida de la misma, servir de punto de aplicación de coagulantes. Es uno de los aforadores críticos más conocidos, introducida en 1920 por R.L. Parshall. En la Fig. 35, se muestra esquemáticamente la canaleta, la cual consta de una contracción lateral que forma la garganta (W), y de una caída brusca en el fondo, en la longitud correspondiente a la garganta, seguida por un ascenso gradual coincidente con la parte divergente. El aforo se hace con base en las alturas de agua en la sección convergente y en la garganta, leída por medio de piezómetros laterales[5]. La introducción de la caída en el piso de la canaleta produce flujo supercrítico a través de la garganta. La canaleta debe construirse de acuerdo con las dimensiones de la Tabla 24[6], para satisfacer correctamente la ecuación de cálculo. La canaleta Parshall es auto limpiante, tiene una pérdida de energía baja y opera con mucha exactitud en caudales bastante variables, requiriendo sólo una lectura de lámina de agua (Ha), en flujo libre. . A fin de que pueda utilizarse la canaleta con el propósito de mezclador rápido, debe cumplir los siguientes requisitos: - Que no trabaje ahogada, o sea que la relación Hb/Ha no exceda los siguientes valores: Tabla 22. Requerimientos de sumergencia Ancho de garganta 7.5 (3”) a 22.9 Máxima sumergencia (Hb/Ha) 0.6 en que el flujo se transporta con un mínimo de agitación. sino que siempre esta cambiando de sitio. como se ha podido constatar en experimentos de laboratorio. lo que dificulta la aplicación de coagulantes. bajo el resalto. Debe evitarse números entre 2.7 305 (10’) a 1525 (50’) 0.5 (1’) a 244 (8’) 0. La razón para esta condición es la de que la turbulencia del resalto no penetra en profundidad dentro de la masa de agua.5 y 4.5 que producen un resalto inestable el cual no permanece en su posición. .8 Fuente: (Ministerio de Desarrollo Económico. Al bajar Ha el espesor de esta capa se minimiza.Que la relación Ha/W este entre 0.7 a 2. 2000) .Que él numero de Froude esté comprendido entre estos dos rangos 1. dejando una capa.5 a 9.(9”) 30.8.5 o 4. .4 y 0.0. El concepto de gradiente de velocidad de Camp no tiene aplicación en este caso. 2 Diseño canaleta parshall Para el diseño de una canaleta Parshall como mezclador.1. se utiliza el siguiente procedimiento.1. Las ecuaciones que definen el resalto hidráulico en canales rectangulares. Dimensiones de la canaleta Parshall El análisis hidráulico teórico de la canaleta Parshall para saber si cumple con estas condiciones. 35.Fig. Acevedo Netto. esta determinación nos sirve cuando utilicemos la canaleta Parshall como aforador ya que como mezclador estará sujeta a la comprobación de la relación Ha /W . 1. partir de estudios empíricos determinaron diferentes limites de caudal en función del ancho de garganta de la canaleta. no se puede aplicar a este caso sin un cierto margen de error debido a que el efecto de la constricción de la garganta se suma al de los cambios de pendiente. La Tabla 23. nos permite determinar el ancho de la garganta dentro de los rangos de caudales máximos y mínimos. esta solo parcialmente resuelto. 90 937.00 .31 6’’ 1.67 2’’ 0.00 72’’ 73.30 36’’ 17.42 110.27 1427.00 12’’ 3.28 5.58 252.70 60’’ 45.Tabla 23.57 14. Determinación del ancho W de la Parshall en función del caudal Ancho W Límites de caudal (l/s) Q Mínimo Q Máximo 1’’ 0.90 18’’ 4.15 3’’ 0.11 455.85 28.44 9’’ 2.81 1922.31 2424.24 696.50 24’’ 11.62 2931.20 48’’ 36. 9 2’ 61. 61 91. 5 7. 3 45. 4 40. 7 30 .0 45. 5 2. 5 5.0 76.5 61. 0 86. 0 15 2.0 91.2 30. 6 9. 6 45. 6 11 . 6 22 .Fuente: (Romero Rojas. 7 6” 15. 7 14 4.5 14 9.0 91.7 91. 5 7.4 61. nos presenta las dimensiones típicas de medidores Parshall. 0 61 . 3 1. 9 2. 1 61. 6 22 . 6 35. 9 38. 1 15 . 5 91. 6 22 .9 14 2. 6 20. calculado en la Tabla23. 5 61 . 8 22. 22 11/ 2’ . 2 62. a partir del ancho de garganta (W).6 91.2 13 4. 5 7.6 91. 8 25. 0 39.9 45. 5 61. 2008) La Tabla 24. 9 88. 5 12 0.0 91. 7. 5 13 7.3 16. 6 22 . 2 10 2. 16 16 12 15 91.5 36. 5 61 . 9 7. 0 57. 4 38. 7 17. 7 7. 5 61 . Dimensiones típicas de Medidores Parshall (cm) (tomada de Acevedo) W (C m) A B C D E F G K N 1” 2.6 46.4 9” 22. 0 84.9 1’ 30. 9 3” 7. Tabla 24.9 3’ 91. 0 7. 0 21 3.8 22 4.5 22 8. 5 61 .9 8’ 24 4.5 42 7.0 23 9.9 10 ’ 30 5.5 26 6.8 91. 6 22 .3 34 .2 5 .0 91.0 91.9 7’ 21 3.0 91.5 19 8.0 91.0 27 4. 6 22 .5 2.7 4.5 7.9 5’ 15 2.0 7.0 91.0 18 3.0 47 5.9 4’ 12 2. Valores de K y n .3 19 4.7 91.0 23 0.0 30 3.1 18 3. Tabla 25.0 24 4.3 91.0 91 . 6 22 .9 6’ 18 3.2 19 3.0 91. 5 61 . 1976) Condiciones Hidráulicas de entrada en donde K y n se determinan con la Tabla 25.5 34 0. 5 61 .5 18 3.0 24 4. 5 61 . 5 7.0 91. 5 7. 5 7.0 5 6 . 5 7. 5 61 .9 12 2.5 20 9. 6 22 . 6 22 .3 Fuente: (Azevedo & Alvarez.0 21 3.0 17 9. 5 7.2 27 4.0 36 6.5 15 2.0 15 . Unidades Métricas Para recordar: W K n 3” 0.381 1.580 9” 0.690 1.595 7’ 5.587 6’ 4.101 1.530 1’ 0.566 4’ 2.306 1.535 1.522 1 ½’ 1.054 1.426 1.935 1.538 2’ 1.176 1.550 3’ 2.547 6” 0.578 5’ 3.728 1.515 1.601 8 6.606 .182 1. .3 = 30. Criterios de diseño Como aforador debe trabajar con descarga libre. para el municipio de San Pedro. 36. Esquema de la Canaleta Parshall La metodología seguida se basa en el cálculo de la energía en las secciones mostradas en la Fig. es decir.5 cm Ejemplo de diseño: canaleta Parshall. que cumpla los requerimientos de la Tabla 22.15m3/s. el caudal previamente calculado es de 0. la temperatura mínima de 16 °C.1 pulgada (1”) = 2. Diseñar una canaleta Parshall que sirva como aforador y para realizar la mezcla rápida.1. 36 y en la suposición de que las pérdidas por fricción dentro de la canaleta son despreciables. Fig. Como mezclador rápido debe cumplir con la anterior condición y adicionalmente el gradiente de velocidad debe estar comprendido entre 1000 y 2000 s-1.54 cm 1 pie (1´) 1.1. 15m3/s (150 L/s) se tiene un ancho de garganta W = 9’’ = 0.53 - Coeficiente: k 0. (Ver Tabla 23).610 m Longitud de la garganta F 0. Paso 2. Dimensiones De acuerdo a la Tabla 24 y Tabla 25.PASO 1: Determinación del ancho de garganta Para un Q = 0.864 m Ancho de la salida C 0.610 m G' 0.229 m < 0. tenemos los siguientes valores: Exponente: n 1. OK CUMPLE. paredes sección convergente A 0.54 - Long.880 m Longitud sección convergente B 0.575 m Profundidad total E 0.3 m.457 m Longitud de la sección divergente .380 m Ancho entrada sección convergente D 0. Long.076 m Dif.229 m . de elevac entre salida y cresta N 0. Paredes sección divergente K' 0.