Guia parshall

UNIVERSIDAD DE CARTAGENA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS INGENIERIA CIVIL LABORATORIO #6

LABORATORIO 6
ESTUDIO DE UN MEDIDOR DE REGIMEN CRÍTICO LA CANALETA PARSHALL.
1. OBJETIVOS • • • • Observar el comportamiento de un medidor de flujos Identificar las secciones de un medidor tipo Parshall. Conocida la profundidad de la lámina de agua, determinar el caudal en la sección de control.Identificar experimentalmente cuando el flujo es con descarga libre y cuando el flujo es sumergido o ahogado

2. GENERALIDADES Para flujos a superficie libre se ha definido la sección de control como aquella en la que, conocida la profundidad de la lamina de agua, es posible determinar el caudal, independientemente de la rugosidad del canal, de la pendiente longitudinal y de otras condiciones nocontrolables. Particularmente de ha hecho referencia a la sección de control critica, en la que la profundidad de la lamina de agua es la critica y por lo tanto es posible determinar el caudal. Esta base teórica, en la que es posible establecer una relación nivel-caudal , ha permitido el desarrollo y construcción de dispositivos para la medición del flujo en canales. La utilización de un medidorventuri en canales a superficie libre no es recomendable porque la diferencia entre la sección critica y una sección aguas arriba es relativamente pequeña, principalmente para números de Froud bajos. CARACTERÍSTICAS DE LA DESCARGA El flujo desarrollado a través de una canaleta Parshall puede presentar dos condiciones diferentes: Flujo con descarga libre: En este caso, como su nombre lo indica, ladescarga se realiza libremente como si se tratara de un vertedero. Los posibles controles del flujo existentes aguas debajo de la canaleta no producen ningún efecto sobre la canaleta y por tanto la descarga solo dependerá de las condiciones que este genere. En este caso el caudal se puede determinar a partir de la lectura de una profundidad de la lamina agua cualquiera, H, situada aguas arriba delcomienzo de la garganta. Flujo sumergido o ahogado: En este caso los controles existentes aguas abajo son suficientemente altos y tienen influencia en el caudal evacuado, por lo que se produce una descarga sumergida. Cuando la canaleta es sumergida

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el valor de H, alcanzara un valor superior al que tienecuando la descarga es libre. Debido a esta situación es necesario determinar el grado de sumergencia mediante la relacion existente entre la profundidad de la lamina de agua, H2, en una sección casi ubicada casi al final de la garganta, y la profundidad, H, ubicada aguas arriba del inicio de la garganta.

Ha

Hb

2/3 A P D
Sección convergente

w

Garganta

Seccion divergente

C

APLANTA

M

B

F

G

E

K CORTE LONGITUDINAL

Planta y corte típico de una Canaleta Parshall.

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Cuando el flujo en la canaleta es libre el caudal depende de Ha y el caudal se calcula con la siguiente expresión: n Q = CH a (1) Donde Ha es la altura de piezométrica en la secciónconvergente de fondo plano, C y n, son las constante de calibración de la canaleta. Cuando el flujo está ahogado el caudal depende de la relación entre Hb/Ha, y el flujo obtenido con la expresión anterior debe multiplicarse por un factor menor que uno. Al aplicar logaritmo natural a ambos lados de la ecuación 1, se obtiene la siguiente expresión: ln Q = LnC + nLnHa (28) , esta expresión es una línea recta3. EQUIPO UTILIZADO

Canal rectangular, medidor de tirantes, compuerta deslizante, venturírmeto, canaleta parshall

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL • • • • • Colocar el canal en posición horizontal, encender la bomba y seleccionar un caudal. Medir con el venturímetro Calcular la profundidad crítica para ese caudal y ubicar su posición sobre la estructura. Medir varias profundidades (mínimo...