Vertederos Clase1 508 Lab

LABRATORIO DE AGUAS

508

MEDICION DE CAUDALES DISEÑO DE

VERTEDEROS PARA AFLUENTES Y

EFLUENTES

Presentada por:

ING. JUDITH CHALEN MEDINA MSc.

Guayaquil - Ecuador

MAYO - 2014

Medición de caudales

Vertederos 2 mayo 2014

MEDICION DEL CAUDAL POR MÉTODO DE CANALETAS Y

VERTEDEROS

INTRODUCCIÓN

La medición de caudal es importante para conocer la cantidad de

agua descargada de un proceso o de un efluente industrial.

El caudal es una importante variable (parámetro) para fines de

caracterización de las muestras tomadas, diseño de un sistema.

OBJETIVO

Determinar la cantidad de agua residual o de proceso de descarga

mediante diferentes tipos de vertederos.

TIPOS DE VERTEDERO

1. Vertedero triangular para flujos bajos

2. Vertedero Cuadrado con contracciones para flujos medianos

3. Vertederos Rectangular sin contracciones para flujos altos

Medición del caudal – Dispositivo primarios

Son estructuras hidráulicas calibradas, instaladas en el elemento de conducción del

fluido, de modo tal que se puedan obtener mediciones de flujo determinando variables

físicas en puntos específicos de la estructura.

Medición del caudal.- Dispositivo secundarios

Son elementos que se utilizan en conjunto con los primarios y permiten determinar el

flujo real que pasa por el conjunto de la medición. Pueden clasificarse en dos grandes

tipos: de lectura directa sin registro o de lectura indirecta desde puntos fijos y de registro digital o gráfico.



Vertedero

Es el dispositivo primario más simple, empleado para la medición de caudal en canales

abiertos. Un vertedero es esencialmente una obstrucción construida a través del canal

abierto sobre el que fluye el agua.

Canaletas

Una canaleta es esencialmente una estructura modelada sobre el canal abierto, que

restringe el área del canal o cambia la pendiente del canal, resultado incrementados la

velocidad y el nivel del líquido que fluye por el canal.

MEDICION DE CAUDALES

La medición de caudales puede ser realizada por los siguientes métodos:

a) Métodos de descarga directa; la magnitud del flujo es función de una o dos

variables fácilmente medibles.

b) Método de velocidad x área; el caudal es determinado multiplicando la

velocidad de flujo por la sección (superficie) perpendicular a la dirección de

flujo.

Tipos de Vertedero

a continuación se presenta los dos tipos de vertederos más comunes que se utilizan para

la medición de caudales de efluentes líquidos industriales, de los cuales, el

establecimiento podrá elegir el más conveniente para su instalación en función de las

características de su flujo descargado.

Vertedero Rectangular Con Contracciones de paredes

Las características que definen la forma, se puede observar la figura N° 1 y se detalla a

continuación:

B: (ancho del tablero) = dado por el ancho del canal o el tanque de aproximación.

A: (altura del tablero) = dado por la altura del canal o tanque de aproximación, o al

menos 50 cm., de altura

b: (ancho del vertedero) = al menos 30 cm. ( centrando a lo ancho de B)

p: (altura del vertedero) = dado por la mitad de la altura del canal o al menos 30 cm.

Este valor equivale a la altura requerida del tablero.

El perfil del vertedero debe ser biselado formando un ángulo de 45 °, tal como se

observa en la figura correspondiente a la visita ampliada de la cresta del vertedero.



Como limitaciones de los vertederos rectangulares, es importante considerar que la

altura del líquido sobre el vertedero debe ser mínimo de 3 cm., para garantizar que la

medición tenga precisión y exactitud, caso contrario se deberá modificar las

dimensiones del vertedero.

VERTEDERO RECTANGULAR CON CONTRACCIONES LATERALES (FIG

# 1)

La ecuación de descarga para el flujo en un vertedero rectangular con contracciones

toma la forma:

Q = K x L x H1.5

= lt/seg o m3/h

Donde:

Q: caudal (unidades de volumen/unidad de tiempo)

H: Altura sobre el vertedero (Unidad de longitud)

L: Longitud de cresta sobre el vertedero (Unidad de longitud)

K: Constante dependiente de las unidades

Vertedero Triangular

Llamado también de Thompson, es un dispositivo muy flexible y de gran precisión para

la medición especialmente de caudales que presentan gran variabilidad de flujo; sin

embargo, es usado para flujos moderados.

Las características geométricas que definen su forma, se puede observar en la figura N°

2 y se detalla a continuación.

B: (ancho del tablero) = dado por el ancho del canal o tanque de aproximación.

b

B

A

p

FLUJO

H

L



A: (altura del tablero) = dado por la altura del canal o tanque de aproximación, o al

menos 50 cm., de altura.

b: (ancho del vertedero ) = al menos 20 cm., centrado a lo ancho B)

&: (Ángulo de corte triangular) = 90 °

h: (Altura del corte triangular desde el vértice a la base), al menos 10 cm. Esta

dimensión presenta una relación directa de 1: 2

El perfil del vertedero debe ser biselado formando un ángulo de 45 °, cono se observa

en la figura correspondiente a la vista ampliada de la cresta del vertedero.

VERTEDERO TRAINGULAR O EN “ V “

(Fig. 2)

Q = 0.0496 h 2.3

= m3 / h

Vertederos Rectangulares.

La ecuación de descarga (Altura Vs. Caudal) para el flujo libre en un vertedero sin

contracciones:

Q = K x (L – 0.2) x H 1.5

Donde: Q: caudal (unidades de volumen/unidad de tiempo)

H: Altura sobre el vertedero (unidad de longitud)

L: Longitud de la creta del vertedero (unidad de longitud)

K: constante dependiente de las unidades

b B

A

p

FLUJO

h



VERTEDERO RECTANGULAR SIN CONTRACCIONES (Fig. 3)

Métodos de velocidad por el área

El método de caudal está en función del área y de la velocidad de circulación del agua

residual.

Para determinar el caudal se multiplica la velocidad de flujo V unidades de longitud/

unidad de tiempo) por la superficie de la sección recta A (unidades de longitud2) a

través de la cual circula el caudal.

Q = V x A

Los principales métodos y aparatos utilizados para la obtención de las velocidades son:

1. Molinetes

2. Mediciones con flotadores

3. Tubo Pitot

4. Métodos eléctricos

5. Trazadores químicos y radiactivos

MEDIDOR DE CAUDAL CANAL PARSHALL

El medidor de caudal que se diseñara consiste en una canaleta

parshall ver fig. 4 que está formada por tres partes principales la

entrada principal, la garganta ‘W’ o tramo angosto del canal y la

B

A

p

FLUJO

H

L



salida o parte divergente presentado los cálculos necesarios para sus

respectivas dimensiones, este es un medidor de caudal. Métodos de descarga directa

Canaleta de Parshall

Las canaletas Parshall ( figura # 4 ) consta de los siguientes elementos:

Una sección convergente

Una sección de paredes verticales paralelas llamada garganta

Una sección divergente

Un fondo con descenso y sobre elevación.

La ecuación de descargas (Altura vs. Velocidad de flujo) toma la forma:

Q = K x H”

Donde: Q: Caudal (Unidades de volumen / Unidad de tiempo

H: Tirante de agua (altura medida ene. Punto de control) (Unidades de longitud)

K: Constante, dependiente del ancho de la garganta y de las unidades de

medición.

n : Constante, dependiente del ancho de la garganta

Figura 4.- Modelo de Canaleta Parshall



Medición del caudal en un canal de descarga



APICACION DE LA TOMA DE CAUDAL

PLANTA DE TRATAMIENTO HIDRAULICA

VISTA LATERAL

Dosificación del

Coagulante

Dosificación del

Floculante

Filtro de

grava y

arena

Cisterna de

homogenización

del agua de

lavado de fruta



APLICACIÓN DE LOS VERTEDEROS RECTANGULARES EN LAS

INDUSTRIAS

BIBLIOGRAFIA

DMA Dirección de Medio Ambiente – Muy Ilustre Municipalidad de

Guayaquil

DINAMA Dirección Nacional del Medio Ambiente – Uruguay. Guía para

la medición de caudales de efluentes industriales

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