diseño medidor parshall

7/23/2019 Diseo Medidor Parshall

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San Luis Gonzaga de Ica - FIC

DISEO MEDIDOR PARSHALL

1.-MARCO TERICO:

DEFINICION:es una estructura hidrulica que permite medir lacantidad de agua que pasa por una seccin de un canal. Es

adecuado para medir el gasto en los canales de riego o en las

corrientes naturales con una pendiente suave. Este dispositivo

fue desarrollado por R. Parshall en 1922. El aforador se puede

construir en una amplia gama de tamaos para medir las

descargas que van desde un litro por segundo hasta cien metros

cbicos por segundo. La seleccin del tamao del aforador

depende del rango de la descarga que se va a medir.El aforador consta de tres partes principales: seccin convergente,

garganta y seccin divergente (ver figura 1). En cualquier parte del

aforador se presenta una seccin rectangular.

En la seccin convergente, el fondo es horizontal y el ancho va

disminuyendo. En la garganta, la pendiente es descendente y el

ancho permanece constante. Por ltimo, en la seccin divergente,

la pendiente es ascendente y el ancho va aumentando.Junto a la

estructura del aforador se pueden tener dos pozos laterales otanques con la misma profundidad, o mayor, que la parte ms

baja del aforador.Fundamentalmente, el aforador es una reduccin de la seccin

que obliga al agua a elevarse o a remansarse", y volver a caer

hasta la elevacin que se tena sin la presencia del aforador. En

este proceso se presenta una aceleracin del flujo que Efecto de

incumplimientos a la norma en un aforador Parshall 2 permite

establecer una relacin matemtica univoca entre la elevacin del

agua y el gasto.

Obras Hidrulicas Msc. Freddy Franco Alvarado


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NOMENCLATURA DE SUS PARTES:



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En la tabla que se muestra a continuacin se aprecia la descripcin de

las variables de la figura anterior.

Con base en la tabla 2 se puede realizar el diseo de los aforadores

Parshall para el tamao deseado segn la descarga que se presente y el

espacio disponible para instalar el aforador. Para acceder a dicha tabla,basta con seleccionar previamente el ancho de garganta, para con ello

realizar el dimensionamiento del aforador.



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DISEO DE MEDIDOR

La ubicacin del medidor Parshall, debe ser slo en tramos rectos donde

el flujo es tranquilo y uniforme, no es recomendable entramos curvos,cerca a una compuerta de regulacin de descarga: pero debe estar lo

suficientemente alejado hasta donde el flujo sea uniforme y libre de

remolinos, turbulencia y ondas.

El medidor parshall funciona bajo dos condiciones, que dependen de la

sumergencia, parmetro que la clasifica en:

a. Con descarga Libre: Ocurre cuando la superficie libre del caudal

aguas abajo es suficientemente baja como para no afectar el tirante deagua en la cresta, de esta manera proporciona una relacin para

determinar el caudal con una simple medida de la altura del agua.

b. Con descarga sumergida o ahogada:Ocurre cuando el caudal de

aguas abajo obstaculiza la descarga por la garganta, en este caso Hb

difiere poco de Ha, por lo tanto el caudal es funcin de las dos cargas de

Ha y Hb.



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A la relacin S=Hb/Ha se le conoce como grado de sumergencia o de

sumersin. El grado de sumersin tiene los siguientes parmetros:

Las frmulas para el clculo del caudal para descarga libre tiene la

siguiente expresin:

Q=m Han

Donde m y n vara con el tamao del medidor, los valores dados son:



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Cuando un medidor trabaja sumergido, la ecuacin anterior, daun valor

mayor que el real, por lo que se le aplica una correccin quedando la

siguiente expresin general.

Q=m HanC

Donde C es la correccin, que est en funcin de W, Ha y S, y tiene la

siguientes expresiones:

PERDIDAS DE CARGA

La prdida de carga est en funcin de W, del gasto Q y del grado de

sumersin S. PArshall dio la frmula para calcular lasprdidas en

medidores de 10 a 50 pies (3.0 a 15.0m), mas no para medidores de

menor tamao.

Para medidores cuyo tamao est comprendido entre 3m y 15 m,

Parshall da la siguiente frmula para P en metros.

P= 5.072

(W+4.57 )1.46(1S )0.72Q0.67.(3)

Para calcular las prdidas de carga en aforador de medidas menores a

2.50m, se utiliza el monograma siguiente:



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EJEMPLO DE APLICACIN:

SE PLANTEA DIMENSIONAR Y CALCULAR UN MEDIDOR PARSHALL

EN EL TRAMO RECTO DE UN CANAL TRAPEZOIDAL REVESTIDO EN

CONCRETO CON TALUD 1.5:1, ANCHO DE LA BASE B=0.90,

PENDIENTE S=0.0005 Y ALTURA TOTAL DEL CANAL DE 1.20M, SE

DESEA SABER LAS DIMENSIONES DE LA GARGANTA W Y A QUE

ELEVACION X DE LA BASE SE COLOCARA LA CRESTA.

DEBE CONSIDERAR EL PRE CLCULO DE LA CAPACIDAD VARIABLE

DEL CANAL, PARA TRES (3) TIRANTES ADECUADOS A ELEGIR.

SE DESEA SABER CON QUE CAUDAL MAXIMO LA ESTRUCTURA

TRABAJA A DESCARGA LIBRE.:

SOLUCIN:

1. CAUDALES:

Para los datos

- n=0.013

- s=0.0005

- H=1.20m

- B=0.90m

- n=0.020

Considerando 3 tirantes:

TIRANTE (m) CAUDAL (m3/s) CAUDAL(lt/s)0.60 0.927 927

0.70 1.272 1272

0.80 1.682 1682

Se desea que con el caudal mximo la estructura trabaje a descarga

libre.



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Con nuestro caudal nos vamos a la tabla de Dimensiones y capacidades

de aforadores parshall, del cual se obtiene:

W = 1.219,

Comprobacin del ancho del medidor:

1/3 de T


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Clculo de Y aguas arriba:

Yaguas arriba=0.80+o.24=1.04

Clculo Borde Libre:

Borde Libre=1.201.04=0.16

Ubicacin altimtrica del medidor:

E1 =Elevacin el piso del canal a la salida del medidor *

E2 = Elevacin del medidor en el piso de la cresta =E1 + X1

E3 = Elevacin del piso del canal a la entrada del medidor

=E2 - (Y - Ha)

Suponiendo E1=100.00, entonces:

E2 =100.308

E3 =100.211

Resumen del Dimensionamiento del Aforador Parshall

Q (m3/s) = 1.682 Y = 0.076

Y (m) = 0.800 m = 2.926W = 1.219 n = 1.570

A = 1.937 St = 0.700

B = 1.524 P (m) = 0.240

C = 1.829 Ha (m) = 0.703

D = 1.794 H (m) = 0.492

! = 0.610 "1 (m) = 0.308

# = 0.914 Y a$%as&a''a = 1.040

= 0.914 B*'+,&-', = 0.160

H = 0.229 !1 = 100.000

= 0.076 !2 = 100.308



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" = 0.051 !3 = 100.211

Clculo de la Curva de Calibracin:

Con los valores de m y n , se tabulan los valores de Ha, para cada

caudal.

Donde Q = 1.682 m3/S

Q

(m3/s)

(m)

0.050 0.075

0.100 0.116

0.150 0.151

0.200 0.181

0.250 0.209

0.300 0.234

0.350 0.259

0.400 0.282

0.450 0.303

0.500 0.325

0.550 0.345

0.600 0.365

0.650 0.384

0.700 0.402

0.750 0.420

0.800 0.438

0.850 0.455

0.900 0.472

0.950 0.488

1.000 0.505

1.050 0.521

1.100 0.536

1.150 0.552

1.200 0.567

1.250 0.582

1.300 0.596



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1.350 0.611

1.400 0.625

1.450 0.639

1.500 0.653

1.550 0.667

1.578 0.675

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

C%'a Ha s Ca%+a-

Cura !a "s Caudal

Ca%+a- (m3/s)

A-t%'a Ha (m)

CONCLUSIONES:

Se ha cumplido con todos los parmetros, dentro del diseo de parshall,

adems del caudal, hay que tener cuidado con las unidades, asumidas,

pues las frmulas si bien fueron generadas para unidades americanas,

tener en cuenta la conversin necesaria, factor que si no se tiene

cuidado variar en el clculo final.


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