Lección 20. Canaleta Parshall

5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall

1/17

Leccin 20. Canaleta Parshall

file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]

DISEO DE PLANTAS POTABILIZADORASProtocoloModuloUnidad 1. IntroduccinUnidad 2. PROCESOS UNITARIOS TRANSFERENCIA DE IONESCapitulo 4. Coagulacin qumica del aguaLeccin 16: Particulas coloidalesLeccin 17. Teora de la Coagulacin

Leccin 18. CoagulantesLeccin 19. Mezcla rpidaLeccin 20. Canaleta ParshallCapitulo 5. FlotacinCaptulo 6. DesinfeccinUnidad 3. Proceso Unitario de Transferencia de slidosAspectos de propiedad intelectua y versionamientoBibliografia


La canaleta Parshall cumple un doble propsito 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 aplicacin de coagulantes.

Es uno de los aforadores crticos ms conocidos, introducida en 1920 por R.L. Parshall. En la Fig. 35, se muestra

esquemticamente la canaleta, la cual consta de una contraccin lateral que forma la garganta (W), y de una

cada 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 seccin convergente y

en la garganta, leda por medio de piezmetros laterales[5].

La introduccin de la cada en el piso de la canaleta produce flujo supercrtico a travs de la garganta. La canaleta

debe construirse de acuerdo con las dimensiones de la Tabla 24[6], para satisfacer correctamente la ecuacin de

clculo. La canaleta Parshall es auto limpiante, tiene una prdida de energa baja y opera con mucha exactitud en

caudales bastante variables, requiriendo slo una lectura de lmina de agua (H a), en flujo libre.

. A fin de que pueda utilizarse la canaleta con el propsito de mezclador rpido, debe cumplir los siguientesrequisitos:

- Que no trabaje ahogada, o sea que la relacin Hb/Ha no exceda los siguientes valores:

Tabla 22. Requerimientos de sumergencia

Ancho de garganta Mxima sumergencia (Hb/Ha)
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/index.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/protocolo.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/modulo.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/unidad_1_introduccin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/unidad_2__procesos_unitarios_transferencia_de_iones.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/capitulo_4_coagulacin_qumica_del_agua.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_16_particulas_coloidales.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_17__teora_de_la_coagulacin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_18_coagulantes.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_19_mezcla_rpida.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/capitulo_5_flotacin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/captulo_6_desinfeccin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/unidad_3_proceso_unitario_de_transferencia_de_slidos.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/aspectos_de_propiedad_intelectua_y_versionamiento.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/bibliografia.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/bibliografia.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/aspectos_de_propiedad_intelectua_y_versionamiento.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/unidad_3_proceso_unitario_de_transferencia_de_slidos.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/captulo_6_desinfeccin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/capitulo_5_flotacin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_19_mezcla_rpida.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_18_coagulantes.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_17__teora_de_la_coagulacin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_16_particulas_coloidales.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/capitulo_4_coagulacin_qumica_del_agua.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/unidad_2__procesos_unitarios_transferencia_de_iones.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/unidad_1_introduccin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/modulo.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/protocolo.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/index.html


2/17



7.5 (3) a 22.9 (9) 0.6

30.5 (1) a 244 (8) 0.7

305 (10) a 1525 (50) 0.8

Fuente: (Ministerio de Desarrollo Econmico, 2000)

- Que la relacin Ha/W este entre 0,4 y 0,8. La razn para esta condicin es la de que la turbulencia del resalto

no penetra en profundidad dentro de la masa de agua, dejando una capa, bajo el resalto, en que el flujo se

transporta con un mnimo de agitacin, como se ha podido constatar en experimentos de laboratorio. Al bajar Ha

el espesor de esta capa se minimiza. El concepto de gradiente de velocidad de Camp no tiene aplicacin en este

caso.

- Que l numero de Froude est comprendido entre estos dos rangos 1.7 a 2.5 o 4.5 a 9.0. Debe evitarse

nmeros entre 2.5 y 4.5 que producen un resalto inestable el cual no permanece en su posicin, sino que

siempre esta cambiando de sitio, lo que dificulta la aplicacin de coagulantes.


3/17



Fig. 35. Dimensiones de la canaleta Parshall

El anlisis hidrulico terico de la canaleta Parshall para saber si cumple con estas condiciones, esta solo

parcialmente resuelto. Las ecuaciones que definen el resalto hidrulico en canales rectangulares, no se puede

aplicar a este caso sin un cierto margen de error debido a que el efecto de la constriccin de la garganta se suma

al de los cambios de pendiente.

1.1.1.2 Diseo canaleta parshall

Para el diseo de una canaleta Parshall como mezclador, se utiliza el siguiente procedimiento. Acevedo Netto,

partir de estudios empricos determinaron diferentes limites de caudal en funcin del ancho de garganta de la

canaleta, La Tabla 23, nos permite determinar el ancho de la garganta dentro de los rangos de caudales mximos

y mnimos, esta determinacin nos sirve cuando utilicemos la canaleta Parshall como aforador ya que como

mezclador estar sujeta a la comprobacin de la relacin Ha /W

Tabla 23. Determinacin del ancho W de la Parshall en funcin del caudal

Ancho W Lmites de caudal (l/s)


4/17



Q Mnimo Q Mximo

1 0.28 5.67

2 0.57 14.15

3 0.85 28.31

6 1.42 110.44

9 2.58 252.00

12 3.11 455.90

18 4.24 696.50

24 11.90 937.30

36 17.27 1427.20

48 36.81 1922.70

60 45.31 2424.00

72 73.62 2931.00

Fuente: (Romero Rojas, 2008)

La Tabla 24, nos presenta las dimensiones tpicas de medidores Parshall, a partir del ancho de garganta (W),

calculado en la Tabla 23.

Tabla 24. Dimensiones tpicas de Medidores Parshall (cm) (tomada de Acevedo)

W (Cm) A B C D E F G K N


5/17



1 2.5 36.6 35.6 9.3 16.8 22.9 7.6 20.3 1.9 2.9

3 7.6 46.6 45.7 17.8 25.9 38.1 15.2 30.5 2.5 5.7

6 15.2 62.1 61.0 39.4 40.3 45.7 30.5 61.0 7.6 11.4

9 22.9 88.0 86.4 38.0 57.5 61.0 61.0 45.7 7.6 22.9

1 30.5 137.2 134.4 61.0 84.5 91.5 61.0 91.5 7.6 22.9

11/2 45.7 144.9 142.0 76.2 102.6 91.5 61.0 91.5 7.6 22.9

2 61.0 152.5 149.6 91.5 120.7 91.5 61.0 91.5 7.6 22.9

3 91.5 167.7 164.5 122.0 157.2 91.5 61.0 91.5 7.6 22.9

4 122.0 183.0 179.5 152.2 193.8 91.5 61.0 91.5 7.6 22.9

5 152.5 198.3 194.1 183.0 230.3 91.5 61.0 91.5 7.6 22.9

6 183.0 213.5 209.0 213.5 266.7 91.5 61.0 91.5 7.6 22.9

7 213.5 228.8 224.0 244.0 303.0 91.5 61.0 91.5 7.6 22.9

8 244.0 244.0 239.2 274.5 340.0 91.5 61.0 91.5 7.6 22.9

10 305.0 274.5 427.0 366.0 475.9 122.0 91.5 183.0 15.3 34.3

Fuente: (Azevedo & Alvarez, 1976)

Condiciones Hidrulicas de entrada


6/17



en donde K y n se determinan con la Tabla 25.

Tabla 25. Valores de K y n

Unidades Mtricas

W K n

3 0.176 1.547

6 0.381 1.580

9 0.535 1.530

1 0.690 1.522

1 1.054 1.538

2 1.426 1.550

3 2.182 1.566

4 2.935 1.578

5 3.728 1.587

6 4.515 1.595

7 5.306 1.601

8 6.101 1.606

Para recordar:


7/17



1 pulgada (1) = 2.54 cm

1 pie (1) = 30.5 cm

1.1.1.3 Ejemplo de diseo: canaleta Parshall.

Disear una canaleta Parshall que sirva como aforador y para realizar la mezcla rpida, para el municipio de San

Pedro, el caudal previamente calculado es de 0.15m3/s, la temperatura mnima de 16 C.

Criterios de diseo

Como aforador debe trabajar con descarga libre, es decir, que cumpla los requerimientos de la Tabla 22.

Como mezclador rpido debe cumplir con la anterior condicin y adicionalmente el gradiente de velocidad debe

estar comprendido entre 1000 y 2000 s-1.

Fig. 36.Esquema de la Canaleta Parshall

La metodologa seguida se basa en el clculo de la energa en las secciones mostradas en la Fig. 36 y en la

suposicin de que las prdidas por friccin dentro de la canaleta son despreciables.

PASO 1: Determinacin del ancho de garganta

Para un Q = 0.15m3/s (150 L/s) se tiene un ancho de garganta W = 9 = 0.229 m < 0.3 m, OK CUMPLE. (Ver Tabla

23).


8/17



Paso 2. Dimensiones

De acuerdo a la Tabla 24 y Tabla 25, tenemos los siguientes valores:

Exponente: n

1.53 -

Coeficiente: k 0.54 -

Long. paredes seccin convergente A 0.880 m

Longitud seccin convergente B 0.864 m

Ancho de la salida C 0.380 m

Ancho entrada seccin convergente D 0.575 m

Profundidad total E 0.610 m

Longitud de la garganta F 0.610 m

Longitud de la seccin divergente G' 0.457 m

Long. Paredes seccin divergente K' 0.076 m

Dif. de elevac entre salida y cresta N 0.229 m


9/17




10/17




11/17




12/17




13/17




14/17




15/17




16/17



Anterior| Siguiente
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_19_mezcla_rpida.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/capitulo_5_flotacin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/capitulo_5_flotacin.htmlhttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_Potabilizadoras/leccin_19_mezcla_rpida.html


17/17


file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020 %20Canaleta%20Parshall htm[28/04/2014 10:46:26 a m ]

Lección 20. Canaleta Parshall

Documents

Transcript of Lección 20. Canaleta Parshall