AFORADOR PARSHALL La medición del agua es fundamental para el manejo de más efectivo y racional. En los distritos de riego. No se tiene un conocimiento de volúmenes de agua aprovechado en las parcelas y sectores de riego. Lo que trae la mala administración del agua, por eso se propone la entrega del agua de forma volumétrica. ara la entrega volumétrica entre otros, se de!e contar en los sistemas de riego con estructuras de medición. AFORADORES TIPO PARSHALL "e define los aforadores, como estructuras para la medición de caudales en canales a!ier a!iertos tos,, estos estos tiene tienes s dimen dimensio sione nes s espe especia ciales les en la garganta garganta para establecer establecer una
relación entre tirante aguas arriba y el caudal (flu! libre"# AFORADORES PARSHALL
Llamado as# en honor al nom!re de regad#o estadounidense que lo conci!ió. "e descri!e tecnicamente tecnicamente como un canal venturi o de onda estacionaria o de un aforador de profundidad critica. "us principales ventajas son los que solo e$iste una peque%a perdida de carga carga atreves del aforador, que deja pasar fácilmente sedimentos o dese desech chos os,, que que no nece necesi sita ta cond condic icio ione nes s espe especi cial ales es de acce acceso so a una una po&a po&a de amortiguación y que tampoco necesita correcciones para una sumersión de hasta '(). Es adecuado para la medición de caudal en los canales de riego o en las corrientes naturales con una pendiente suave.
DES$RIP$I%& DE LA ESTR'$T'RAS El medidor parshall esta constituido por tres partes fundamentales que son* primera esta conformada conformada por dos paredes paredes La entr entrad ada a la garg gargan anta ta y la sa sali lida da## La primera verticale verticales s simétrica simétricas s y converge convergente ntes, s, y de un fondo fondo o plantilla plantilla que es hori&ont hori&ontal al , la garganta es formada por dos paredes verticales pero paralelas y el fondo inclinado hacia a!ajo con una pendiente de +.'*-, la salida por dos paredes verticales divergentes y el fondo de las paredes es ligeramente inclinado hacia arri!a. "e de!e notar que tanto en el fondo y las paredes son planos, y a la arista que se forma por la unión del fondo de la entrada y el de la garganta se llama tama%o del medidor y se designa por la letra )
La estructura tiene dos po&os amortiguadores que sirve para medir con presicion las cargas a, ! antes y después de la cresta, estam colocados en los lados de la estructura y comunicados a ella por tu!er#a que se conecta u punto !ien definido de la entrada y la garganta. En estas cámaras se alojan los flotadores de los limnigrafros en el caso que se dote ala estructura de estos apratos y su caseta de al!ergue. /onviene aclarar que las cargar a, ! son apartir de la cota de la creta y por lo tanto el cero de la escala esta al nivel del piso de la entrada y dicha escala se puede colocar o di!ujar en las paredes de la estructura cuando es peque%a y se desea suprimir las cámaras de reposo.
"e representa con letras* 0
* tama%o de garganta
1
* longitud de la pared lateral de sección convergente
+231
* distancia desde el e$tremo final de la cresta al punto de medicion
4
* longitud a$ial de la sección convergente
/ * ancho del e$tremo de las aguas de!ajo de la canaleta a la salida de la sección divergente 5 * anchura del e$tremo aguas arri!a de la canaleta a la entrada de la sección convergente E
* profundidad de la canaleta
6
* longitud de la garganta
7
* longitud de la sección divergente
8
* diferencia de la elevación entre el e$tremo mas !ajo de la canaleta y la cresta
9
* longitud del piso de ingreso o acceso
N
* profundidad de depresión en la garganta, por de!ajo de la cresta
* anchura entre los e$tremos de las paredes de la curvadas, en la entrada, en forma de campana
:
* radio de la curvatura de las paredes acampandas
; * distancia hori&ontales al punto de medicion !, desde el punto inferior de la garganta <
* distancia vertical al punto de medicion !, desde el punto inferior de la garganta
$RITERIOS PARA LA '*I$A$I%& La u!icacion del medidor parshall, de!e de ser soló en tramos rectos donde el flujo es tran=ilo y uniforme, no es recomendado en tramos curvos, cerca a una compuerta de regulación de descarga, pero de!e de estar lo suficiente alejado hasta donde el flujo sea uniforme y li!re de remolimos, tur!ulencias y ondas.
6unciona !ajo dos condiciones
Descarga libre
+
>curre cuando la superficie li!re el caudal aguas a!ajo es suficiente !aja como para no afectar en el tirante de aguas en la cresta. 5e este modo proporciona una relación para determinar el caudal con una simple medida de la altura del agua.
$!n descarga su,ergida >curre cuando el caudal de aguas a!ajo o!staculi&a la descarga por la garganta, en este caso ! difiere poco de a, por lo tanto el caudal es función de las dos cargas a y !.
FOR-'LAS RE.I-E& DE FL'/O 5eterminar el caudal !ajo condiciones de flujo li!re, a partir de una sola lectura de tirante*
S (su,ergencia"
* !2a
0s
+ caudal en función de la diferencia de carga
$AL$'LA DE $A'DAL arametros de los grados de sumergencia de los aforadores parshall
/uando " es mayor que (.?@, la determinación del caudal es incierta Ecuación general*
5>N5E * m y n varian con el tama%o del medidor, los valores se dan en el cuadro + para diferentes anchos del medidor.
5ónde* / es la corrección que esta en función de 0, a y "
*
1+2#34
PERDIDAS DE $AR.A E& EL AFORADOR PARSHALL Es la función del tama%o A , del gasto B y del grado de sumersión ". parshall dio la formula para calcular las perdidas en medidores de -( a @( pies C3.( a -@.(D, mas no para medidores de menor tama%o. ama%o entre 3m y -@m , parshall da la siguiente formula*
ara calcular de medidas menores a +.@(m, se utili&a el monograma.
SELE$$I%& DEL TA-A5O ADE$'ADO E I&STALADO DEL AFORADOR PARSHALL El tama%o es designado por el ancho de la garganta CAD, antes del dise%o del parshall, de!e de ser seleccionado la sección transversal del canal, el rango de descarga a ser medido, la perdida de carga admisi!le a través del canal, y la profundidad normal del flujo en canal de!en de ser conocidos. La fuerte velocidad la que se produce a la salida, o!liga instalar un medidor de tama%o mayor que el minimo necesario y con el o!jetivo de evitar erosinar aguas de!ajo de la estructura. Fsualmente el tama%o del medidor varia entre -23 a G del ancho del canal cuando se trata de canales rectangulares peque%os, y de +23 apro$. /uando se trata de canales rectangulares. 1lgunas caracter#sticas importantes de este aforador*
3# El pars6all tiene dise7!s especiales tant! para la garganta c!,! para las secci!nes de entrada y de salida# 8# L!s dise7!s !riginales se 6icier!n en unidades del siste,a ingles(pies y pulgadas" 9# Esta dese7ad! para ,edir caudales de 2#23 de 9222 pies c:bic!s p!r segund! (2#22; a <4,9=s"# ># La perdida de carga en el ?erteder! ba! c!ndici!nes de flu! libre es apr!@# $uatr! ?eces la perdida en un ,edid!r pars6all# 4# &!r,al,ente se selecci!na e instala el af!rad!r para !btener c!ndici!nes de flu! libre# ;# El ta,a7! del af!rad!r se seleci!na de l!s diferentes dise7!s estndar basnd!se en la anc6ura de la garganta ) en las di,ensi!nes del canal y el caudal ,a@# A af!rar# B# 1 de un af!rad!r pars6all debe de ser entre 3=9 de la ,itad del anc6! de la superficie del agua en el canal para el caudal ,a@#
DI-E&SIO&ES C $APA$IDADES DE 89 TA-A5OS DE AFORADORES PARSHALL
PRO$ESO DE I&STALA$IO& DEL AFORADOR PARSHALL -. 5etermine el caudal ma$. Bue se desea aforar. +. 5eterminar las caracter#sticas geométricas y hidráulicas del canal, como la !ase, talud, !orde li!re, tirante para el caudal ma$. 1ltura total del canal. 3. "elecione un tama%o estándar y calcule ha utili&ado la ecuación para flujo li!re y para el caudal ma$. Ces decir por de!ajo de elevación del espejo de aguaD. H. /oloqu ela plantilla del aforador a una elevación que no e$ceda "t. 9ultiplicada por a. or de!ajo de la elevación q corresp. 1l tirante ma$. En general la plantilla del aforador de estar colocado lo mas alto posi!le sin disminuir el !ordo li!re de aguas arri!a. El tirante aguas a!ajo del aforador no esta aforado por la instalaciondel aforador.
ee,pl!
"e ha seleccionado un aforador parshall de tama%o estándar con AI(.-m , caudal má$imo de (.'@m32s, del cuadro n+ se o!tiene para este aforador los siguientes datos.
La sumergencia de transición. "t. ara este aforador es ) mI-.H+? nI-.@@ para las condiciones de flujo li!re,aplicando al ecuación (-
Ha 2#;;2, /on la sumergencia de transición igual a (., el tirante má$imo, aguas a!ajo el aforador, con respecto a la plantilla del aforador es *
Hb 2#>9; Este calcul! es para el caudal ,@i,! . "i el tirante aguas a!ajo es mayor de (.H3, para el caudal de (.'@m32s ha!ran condiciones de flujo sumergido.
La planilla del af!rad!r n! debe de ser ,as de 2#>9;, por de!ajo de la elevación de la superficie del agua para condiciones uniforme.
La perdida de carga para el caudal ,@i,! seria apr!@ . Jgual a la diferencia entre (.( K (.H3 I (.++Hm
E/E-PLO DE DISE5O
"e desea instalar un medidor parshall en un canal de tierra CnI(.(+@D con taludes de -.@*-, plantilla 4I-.@(m , pendiente "I(.(((@ y la altura de !ordos de -.3(m, se desea sa!er que tama%o de 0 se adoptara y a que elevación de la planilla del canal se colocara la cresta.
ona de estudios se ha o!tenido las siguientes informaciones*
/audal Cl2segD
tirante CmD
-.+((
(.M(
-.(((
(.'3
?((
(.?
"e desea que con el caudal má$imo la estructura tra!aje a descarga li!re. "olución*
Fsando el cuadro (3 dimensiones y cap. "e selecciona el tama%o del medidor mas adecuado, para esto se tiene en cuenta el caudal má$imo, que en nuestro caso es de -.+(m32s, se o!tiene como alternativas los aforadores con las siguientes dimensiones de A I (.'+m y (.?-Hm.
erificaci!n de sus anc6!s 1mplitud del tama%o del aforador, para canales tra&oidales de!e variar entre C-23 a +23D del ancho del canal, 4I -.@(
El ancho del medidor, de!erá estar entre C(.@( a -.((D Los aforadores seleccionados de AI (.'+ 0I(.?-H
6J7F:1 3
"e determina el valor de p Cperdida de cargaD, para esto se ingresa con los datos de caudal má$imo, A y grado de sumersión.
P sus ?al!res s!n + 2#8B y !#88, "e o!tiene los valores del aforado propuesto*
,nSt
y
el
caudal
,@i,!
se
se !btiene l!s ?al!res de Ha y Hb
Para el af!rad!r de )!#3> G3 CHb G3 2#<22 2#>B 2#99, Caguasarriba 2#>B 2#88 3#28$AL$'LO DEL *ORDE LI*RE DE A.'AS ARRI*A *!rdelibre HCag#arriba
aplica
la
ecuación
+
3#923#28 2#8<
Para la ubicación se debe deter,inar ni?eles t!p!grfic!s E3+ ELEA$IO& DE PISO DEL $A&AL A LA SALIDA DEL -EDIDOR E8+ ELEA$IO& DEL -EDIDOR E& EL PISO DE LA $RESTA E9+ ELEA$IO& DEL PISO DEL $A&AL A LA E&TRADA DEL -EDIDOR
E3 + DATO TOPO.RAFI$O E3 + 322#22 E8 E3 G3 E8 322#22 2#99 322#99 E9 E8(CHa" E9 322#99#(2#<22#;<"
E9 322#83 A,b!s af!rad!res cu,plen c!n las caracterJsticas tKcnicas reueridas 6a e@cepción del pri,er )2#B;8 caudal ,@i,! de 3#3;3,9=s ue es el inferi!r al caudal ,@i,! de dise7!#
$ur?a de calibración
