aforador_parshall.docx

8/17/2019 aforador_Parshall.docx

1/11

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR.FACULTAD DEINGENIERIA GEOLOGIA, MINAS, PETROLEOS Y AMBIENTAL.INFORME DE PRACTICA DE LABORATORIO PREPARADO POR

EL ESTUDIANTE

LABORATORIO DE INVESTIGACIONESHIDRÁULICAS

2. Introdu!"n

E# $n$# d% $&oro P$r'($##

Llamado así por el nombre del ingeniero estadounidense que lo concibió, se describetécnicamente como un canal venturi o de un aforador de profundidad crítica. Susprincipales ventajas son que solo existe una pequeña pérdida de carga a través delaforador, que deja pasar fácilmente sedimentos o desecos, que no necesita

condiciones especiales de acceso o una po!a de amortiguación. "n consecuencia, esadecuado para la medición del caudal en los canales de riego o en las corrientesnaturales con una pendiente suave.

"l principio básico se ilustra en la #gura$. "l aforador está constituido por unasección de convergencia con un piso nivelado, una garganta con un piso enpendiente acia aguas abajo % una sección de divergencia con un piso en pendienteacia aguas arriba. &racias a ello el caudal avan!a a una velocidad crítica a travésde la garganta % con una onda estacionara en la sección de divergencia.

). O*+%t!o'

).-. G%n%r$#%'

'nali!ar % observar el funcionamiento de la canaleta (arsall.

).2. E'/%01o'

)btener la curva de descarga de aforador (arsall.

)btener la ecuación de la curva de descarga.

*eterminar que caudal pasa a través de la canaleta % cómo se comporta éste amedida que pasa por el equipo.

*eterminar la altura para distintas aberturas dela válvula.

. M$ro t%"r!o 3 %u$!on%' &und$4%nt$#%'

La +analeta (arsall es una estructura idráulica que permite medir la cantidad deagua que pasa por una sección de un canal. (uede ser usado para medir el ujo enríos, canales de irrigación %-o de desage, salidas de alcantarillas, aguas residuales,vertidos de fábricas, etc. La medida del ujo está basada en la asunción de que elujo critico se produce estrecando la ancura de la garganta de la canaleta %levantando la base. "l ujo cambia de subcritico a supercrítico, por esto la medidade la profundidad en un /nico punto es su#ciente para determinar la descarga.

+onsta de cuatro partes principales0

• 1ransición de entrada.•

Sección convergente• &arganta.

&23$

PRÁCTICA N5 6 AFORO DE CAUDALES CON EL USO DE UN VERTEDERO PARSHALL 42*56L2+'ESTUDIANTE CARRERA SEMESTRE DOCENTE FECHA DE ENTREGA

Er!7 S$nt!$8o

L"/%9 C$*$'$n8o In8%n!%r0$ A4*!%nt$# t%r%ro In8. S$#o4"n :$3$ 2;-6 ;- -)


2/11


EL ESTUDIANTE


• Sección divergente.

"n la transición de entrada, el piso se eleva sobre el fondo original del canal, conuna pendiente suave % las paredes se van cerrando, %a sea la línea recta o circular."n la sección convergente, el fondo es ori!ontal % el anco va disminu%endo. "n lagarganta el pico vuelve a bajar para terminar con otra pendiente ascendente en lasección divergente. 7undamentalmente la canaleta es una reducción de la secciónque obliga al agua a elevarse o a remansarse, % volver a caer asta la elevación quese tenía sin la presencia de la canaleta. "n este proceso se presenta una aceleracióndel ujo que permite establecer una relación matemática entre la elevación del agua% el gasto.

A/#!$!"nLa canaleta (arsall es recomendada para aquellas aplicaciones en lasque se tengan concentraciones moderadas de arena, grava u otros sólidos pesados

% en donde las velocidades del uido al ingresar al canal son sub críticas. "l canalopera con una pequeña pérdida de energía o cambio en el grado del canal, cerca deun cuarto con respecto a otros vertedores con la misma longitud de cresta. "l canales ideal para la medición de uidos en canales de riego o alcantarillado.

V%nt$+$' 3 d%'%nt$+$'

)pera con cargas de energía relativamente bajas.

(ara un gasto dado, la pérdida de carga es 89 más pequeña que paraotros medidores, bajo las mismas condiciones de descarga libre.

La canaleta es poco sensible a la velocidad de llegada. Se logran buenas mediciones sin sumergencia, o inclusive, con sumergencia

moderada. 'propiadamente construido mantiene una precisión de más o menos :; para

la descarga libre, % más o menos 9; bajo condiciones de sumergenciaconsiderable.

La velocidad del ujo en el interior de la canaleta es lo su#cientemente altapara evitar el lodo.

"s difícil alterar la medición.D%'r!/!"n d% #$ $n$#%t$ P$r'($##

F!8s-t3>?>[email protected]

Eu$!on%' &und$4%nt$#%'

&23$


3/11


EL ESTUDIANTE


Ha ¿u

Q= K ¿

Q=Caudal (m

3

s )

H a=cargamedidaenla sección1

a=2

3 A (m)

n=exponente

k =factor

Qr=V

t

Dond%

Qr=caudalreal

V =

volumen

t =tiempo

6. E=u!/o 3 4$t%r!$#%'

MATERIALES

$.+analeta de (arsall

:.Limnimetro0 ∓0.01mm

A. (robeta0 $333mL∓

1mL

?. +ronómetro0 ∓0.01

&23$

"n función de

2

)


4/11


EL ESTUDIANTE


>. M%todo#o80$•

Llenar el tanque de alimentación asta un nivel adecuado.• (rimero calibramos el limnimetro % veri#camos que esté en cero.• "l cero del limnimetro debe medir justamente en el fondo de la canaleta.• ' continuación abrimos la válvula de manera que tengamos una descarga

estable.• (reviamente el limnimetro encerado, colocamos la punta del mismo

justamente en el espejo de agua.• "speramos un tiempo de dos minutos asta que el caudal se estabilice %

procedemos a medir la altura.•


5/11


EL ESTUDIANTE


An(o d% #$ 8$r8$nt$ Pu#8.

n

) 3.$8@ $.9?8Fu%nt% L$*or$tor!o d% In%'t!8$!on%' H!dr@u#!$'J Un!%r'!d$d C%ntr$# d%#

Eu$dor

(ara la altura $0

Ha ¿u

Q= K ¿

0.122¿1.547

Q1=0.176 ¿

Q1=6 .79×10−3 m

3

s

(ara la altura :0

Ha ¿u

Q= K ¿

0.195 ¿1.547

Q2=0.176 ¿

Q2=14.03×10−3 m3

s

(ara la altura A0

Ha ¿u

Q= K ¿

0.145¿1.547

Q3=0.176 ¿

&23$


6/11


EL ESTUDIANTE


Q3=8 .87×10−3 m

3

s

(ara la altura ?0

Ha ¿u

Q= K ¿

0.089¿1.547

Q4=0.176¿

Q4=4 .17×10−3 m3

s

(ara la altura 90

Ha ¿u

Q= K ¿

0.080¿1.547

Q5=0.176 ¿

Q5=3 .53×10−3 m

3

s

(ara la altura @0

Ha ¿u

Q= K ¿

0.050¿1.547

Q6

=0.176 ¿

Q6=1 .71×10−3 m

3

s

(ara la altura 80

Ha ¿u

Q= K ¿

&23$


7/11


EL ESTUDIANTE


0.028¿1.547

Q7=0.176 ¿

Q7=0 .697×10−3 m

3

s

(ara la altura >0

Ha ¿u

Q= K ¿

0.019¿1.547

Q8=0.176 ¿

Q7=0 .382×10−3 m

3

s

(ara la altura B0

Ha ¿u

Q= K ¿

0.015¿1.547

Q9=0.176 ¿

Q9=0 .165×10−3 m

3

s

.-.J CÁLCULOS DE n 3 7 Q1=k ha1

n

Q2=k ha2n

*espejamos C de las : ecuaciones e igualamos0

k =

Q1

ha1n

&23$


8/11


EL ESTUDIANTE


k = Q2

ha2

n

Q1

ha1n= Q2

ha2n

Q1 . ha2n=Q2. ha1

n

Q

(¿¿1 .ha2n)=ln(Q2 .h a1

n)ln ¿

Q

Q

(¿¿ 2)+ ln (ha1n )(¿¿1)+ln (ha2

n )=ln ¿ln ¿

h

h

(¿¿ a1)QQ

(¿¿ 1)(¿¿ 2)−ln ¿

(¿¿a2)−ln ¿=ln ¿ln¿n¿

n

[ln

(ha2

ha1

)]= ln

(Q2

Q1

)

n=

ln(Q2Q1 )ln (h2h1 )

=

ln( 14,0 x 10−3 m

3

s

6,7 9 x 10−3 m

3

s)

ln( 0,195m0,122m ) =1,547

&23$


9/11


EL ESTUDIANTE


k = Q1

h a1

n=

6,79 x10−3

0,1221,547

=0,176

Gr@1$ d% #$ $#tur$ %n &un!"n d%# $ud$#

3 3 3 3.3$ 3.3$ 3.3$ 3.3$ 3.3$ 3.3:3

3.39

3.$

3.$9

3.:

3.:9

3.$:

3.:

3.$9

3.3B3.3>

3.39

3.3A3.3:3.3:

Cur$ d% d%'$r8$ d%# $&or$dor P$r'($##

+audal DA E( /

'ltura FmE

E+%r!!o d% $/#!$!"n

*imensionar un aforador (arsall para un caudal G de0 6; #'. (ara lo cual usaremos la siguiente tabla de la determinación de = en función delcaudal.D$to'

C$ud$#

l

s

An(o

66.;; $:HH*imensiones FmmE

l A $ * S E d G M N P R K Y

-2

' '

I :3A:

?>88

??83

9@38

$9:?

B$?

:?A>

$9:

I A?A

I I A39

::B

&23$


10/11


EL ESTUDIANTE


. An@#!'!'d% #o' r%'u#t$do'

&racias a los resultados obtenidos pudimos evidenciar que la altura de la cargamedida es directamente proporcional al caudal obtenido. *ebido a las

condiciones óptimas a la que se encontraba la canaleta los resultados obtenidosen curva de descarga del aforador de (arsall fueron mu% aceptables. Se puededecir que los instrumentos usados fueron indispensables para la toma de alturas% que el limnimetro se encontraba en perfectas condiciones."n la medición de la longitud del anco de la garganta obtuvimos una longitudde A pulgadas, gracias a este parámetro pudimos determinar las constantes % elvalor exponencial de la ecuación del caudal correspondiente a la curva dedescarga de la canaleta % obtuvimos como resultado un valor de 3.$8@ para laconstante % para el valor exponencial $.9?8, con los cuales no ubo ma%orcomplicación al determinar el caudal. Jientras que para cada uno de loscaudales calculados obtuvimos resultados favorables mostrados en la curva, %aque a ma%or altura FE el caudal fue aumentando.

.- Con#u'!on%' La +analeta (arsall es una estructura idráulica que permite medir la

cantidad de agua que pasa por una sección de un canal.• Se evidencio por medio de los resultados de los experimentos ecos en

el laboratorio, que las pérdidas en el sistema son directamenteproporcionales al caudal calculado, %a que cuando aumenta el caudalaumenta las perdidas.

• &racias al caudal obtenido podemos dimensionar una serie de medidaspara la fabricación de la canaleta de (arsall.

.2. R%o4%nd$!on%'

&23$


11/11

aforador_parshall.docx

Documents