Post on 16-Oct-2015
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
Leccin 20. Canaleta Parshall
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.html5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
2/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
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.
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
3/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
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)
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
4/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
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
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
5/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
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
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
6/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
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:
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
7/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
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).
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
8/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
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
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
9/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
10/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
11/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
12/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
13/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
14/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
15/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
16/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020.%20Canaleta%20Parshall.htm[28/04/2014 10:46:26 a.m.]
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.html5/26/2018 Leccin 20. Canaleta Parshall
17/17
Leccin 20. Canaleta Parshall
file:///C|/Users/TOSHIBA/Downloads/Leccin%2020 %20Canaleta%20Parshall htm[28/04/2014 10:46:26 a m ]