Descripción de canal
El canal Parshall fue diseñada en la década de 1920 más tarde para medir el flujo de agua de riego. Hoy en día, este tipo de canal de flujo se utiliza a menudo para medir el flujo de las aguas residuales, para instalaciones permanentes o temporales
Un canal de flujo Parshall consiste en una sección convergente, una sección de la garganta y la sección divergente (6). La cresta de la sección de la garganta está inclinada aguas abajo. En otras palabras, hay un umbral de entre la cresta horizontal y sección convergente y la cresta de la sección de la garganta. Para los canales menores que 2.44 m (8 pies), la entrada de la sección convergente puede ser redondeada, y los canales más grandes pueden tener paredes verticales en un ángulo de 45 °. Para prevenir la erosión debido a la caída de agua, la sección divergente se extiende por lo general por medio de paredes verticales, y el ángulo de estas paredes será más pronunciado que el ángulo de las paredes de la sección diver gente (véanse las Figuras 5 y 8). Estos canales han sido estandarizado para 25 mm (1 pulgada) a 15,2 m (50 pies) de ancho. Los tamaños estandarizados en milímetros y pulgadas son: 25 (1), 51 (2), 76 (3), 152 (6), 229 (9), 305 (12), 457 (18), 610 (24), 914 (36), 1219 (48), 1524 (60), 1829 (72), 2134 (84), 2438 (96), 3048 (120), 3658 (144), 4572 (180), 6096 (240), 7620 (300), 9144 (360), 12192 (480) y 15 240 (600) mm (in). Este tipo de canal de flujo se ilustra en la Figura 5
En condiciones normales, la desviación en las mediciones utilizando el método de inyección constante es de aproximadamente 1%, lo que significa que tiene una precisión de 99% (27).
En el caso de flujos pequeños, el método volumétrico a menudo parece ser el método más simple para la realización de una medición de punto-específica
Este método, que es un tipo "calibrado-capacidad", consiste en llenar un recipiente, el volumen exacto de lo que se conoce, y el seguimiento del tiempo requerido para llenarlo. La siguiente ecuación interpreta la relación entre el flujo, volumen y tiempo:
El método volumétrico se utiliza generalmente para: las mediciones de flujo de punto específicas; mediciones de flujo donde el caudal es constante; calibración de aparatos de medición primarios.
Este método puede ser adaptado utilizando una cubeta basculante para obtener mediciones de flujo continuo. El uso de este dispositivo, sin embargo, se limita a c audales inferiores a 150 m3 / h. la velocidad a la que se puede re alizar; la extrema precisión de los resultados; su rentabilidad.
Método de área / velocidad El método de determinación de la zona y la velocidad de flujo es quizás el método más común de medir el caudal de un río. 4.4.1. general Este método de evaluación del caudal de un curso de agua ha estado en uso desde mediados del siglo XIX. 4.4.2. Método principio El método consiste en medir con precisión un área de sección transversal y la velocidad de flujo. De acuerdo con este principio, el caudal puede determinarse usando la siguiente ecuación:
4.4.3 . Aplicaciones medición del caudal de los ríos y los grandes c anales artificiales ; medición de flujo en un conducto abierto en e l que la sección transversal de flujo es uniforme ; medición de flujo de grandes conductos cerrados ( 6 ) .
4.4.4 . Ventajas Las principales ventajas de la zona y método de la velocidad son : -
bajos costos de operación ; no requiere el uso de instrumentos sofisticados
4.4.5. Desventajas Las principales desventajas de este método son: no proporciona lecturas de flujo puntos específicos; requiere una descarga uniforme durante todo el procedimiento de medición; requiere una sección transversal de flujo uniforme, la sección del conducto debe ser recta y la pendiente debe ser uniforme; requiere una serie de pruebas que se llevan a cabo cuando el área de la sección es grande; requiere de agua lo suficientemente profunda para que los instrumentos estén completamente sumergidas; no se puede utilizar en conductos más pequeños que 203 mm (8 pulgadas); la presencia de ensuciamiento materia en suspensión y residuos de gran tamaño dificulta el funcionamiento del instrumento de medición; requiere la atención al detalle durante las mediciones para asegurar que los errores se mantienen en niveles aceptables.
4.4.6. Equipo para medir la velocidad Los equipos más comunes para medir la velocidad en el agua clara y en el agua que puede contener materiales en suspensión son: medidores de flujo hidrográficas; sondas hidrostáticas.
4.4.6.1 Medidores de flujo Hidrográficas El principio de funcionamiento de un medidor de flujo se basa en la relación entre la velocidad del flujo de un líquido y la velocidad de rotación de la parte móvil del medidor de flujo (taza o hélice). El número de revoluciones realizadas por la hélice es registrado por un tacómetro durante un período determinado. Debido a que diferentes hélices se pueden adaptar a un medidor de flujo y porque cada uno tiene una correlación diferente, el número de revoluciones se puede convertir en velocidad. Una velocidad mínima de 0,15 m / s y una velocidad máxima de 6 se requiere m / s para producir resultados representativos. El eje horizontal del medidor de flujo debe estar colocado por debajo de la superficie del agua, a una distancia igual a al menos 1,5 veces la altura del rotor. La posición del eje del rotor debe ser paralela con la dirección del flujo y el nivel con la superficie. Un medidor de flujo debe comprobarse antes y después de su uso para asegurarse de que está funcionando correctamente. La hélice o taza deben ser capaces de realizar revoluciones durante al menos cuatro minutos, en las condiciones del aire libre y en el que está protegido contra el viento. Si una prueba no es concluyente, los rodamientos de bolas se deben revisar. Los instrumentos que no cumplan con estos requisitos deben ser reparados y c alibrados por el fabricante (6). Una hélice debe seleccionarse sobre la base de las condiciones de medición. Una hélice siempre debe ser utilizado en combinación con el medidor de flujo que se utilizó para determinar la ecuación para convertir el número de revoluciones por minuto en velocidad.
4.4.6.2 Sondas hidrostáticas El principio de funcionamiento de las sondas hidrostáticas se basa en la relación entre la velocidad de flujo de un líquido y las fluctuaciones de una señal eléctrica a los electrodos de detec ción. La ley de Faraday respetando densidad de flujo magnético muestra que se desarrolla una tensión en un conductor cuando se cruza un campo eléctrico. Una sonda de detección se compone de un electroimán que produce un campo magnético y dos electrodos de detección ubicadas 180 ° el uno del otro. Las fluctuaciones de voltaje en el detector como un líquido que se mueve a través se amplifican
4.4.7. Medición de la profundidad del agua Durante todo el procedimiento de medición de la velocidad, profundidad del agua debe ser monitorizada utilizando un dispositivo pengraph. El registro gráfico debe ser almacenado para su consulta.
4.4.8.
Posición del punto de medida Al seleccionar un punto de medición, las siguientes condiciones deben ser verificados: acceso del personal y equipos; un segmento de medición recta sobre una distancia igual a al menos 25 veces la anchura del flujo; un conducto de forma regular (o canal) que no tiene depósitos en las paredes; el punto de medición no debe estar situado cerca de un meandro, conexión u obstáculo que pueda interrumpir el flujo, sobre una distancia igual a al m enos 25 veces la anchura del flujo; agua lo suficientemente profunda para permitir que los instrumentos de medición que se sumergen; no hay materia en suspensión que pueden interferir con el funcionamiento de los instrumentos de medición; secciones en el segmento de la medición, donde los flujos de divergen, convergen o que muestran retrolavado, contraindicaciones y los flujos de vórtices, deben ser evitados. La ubicación exacta del punto de medición y una descripción completa de su trazado se deben especificar en el informe
4.4.9. área de flujo Medición del área de flujo requiere una enorme precisión para reducir al mínimo el porcentaje de error. área de flujo se determina de la siguiente manera: para un conducto circular, La dimensión interior del conducto se mide usando un calibrador en el interior que lleva a mediciones dentro de una milésima parte de un metro (milésimas de pie). El diámetro se mide en por lo menos tres ángulos proporcionales, para asegurar que el conducto es perfectamente redonda. El número de lecturas varía en función de la diferencia entre las lecturas obtenidas y la dimensión nominal del conducto.
Profundidad de flujo en el conducto se mide desde el centro del conducto. Para determinar la posición del centro del conducto, medir la anchura del área de flujo. El punto de la zona de flujo central es el centro del conducto, a menos que el conducto no es redonda;
para otro tipo de conducto o canal, la anchura de la zona de flujo se determina utilizando una cinta métrica o, en el caso de canales muy anchos, usando un dispositivo de medición óptica. Profundidad de flujo se mide en varios puntos espaciados a lo largo del eje horizontal de la siguiente manera: para canales de medición 4.572 mm (15 pies) y más, a intervalos iguales a 5% de la anchura total de la canal; para 2438 a 4572 (8 a 15 pies) de canales, a intervalos iguales a 10% de la anchura total del canal mm; para 610 a 2.438 (de 2 a 8 pies) canales, a intervalos iguales a 20% de la anchura total del canal mm; para canales de medición 610 mm (2 pies) o menos, a intervalos iguales a 30% de la anchura total del canal. El perfil de la sección de medida está impreso en papel gráfico y el área de la sección se mide con un planímetro.
Medición de la profundidad del agua Este método requiere una descarga que está fluyendo a un ritmo constante durante todo el procedimiento de medición. Para verificar si una descarga tiene un flujo, equipo de medición de profundidad de agua continuo que genere un registro gráfico se debe configurar. La diferencia entre la lectura de profundidad más baja y más alta lectura de profundidad debe ser inferior a 5%. Si la diferencia es mayor que 5%, todas las mediciones se deben repetir (5).
