Ingenieria Civil

1. CANALETA
PARSHALL
Rafael David Méndez Anillo
Kelli Marcela Ortega Mena
Curso: HIDRÁULICA
2012

2. Ralf Parshall
Profesor y alumno destacado
de la Universidad Estatal de
Colorado, empezó a trabajar en
la medición de flujo en
1915. Seis años más tarde
presentó una patente para su
"Canal de flujo de
Parshall", un dispositivo de
medición basado en el efecto
Venturi .

3. Definición
Es un elemento primario
de flujo con una amplia
gama de aplicaciones para
medir el flujo en canales
abiertos. Usado para medir
el flujo en ríos, canales de
irrigación y/o de
desagüe, salidas de
alcantarillas, aguas
residuales, vertidos de
fabricas, etc.

4. Forma
La canaleta Parshall presenta tres
zonas o secciones principales:
• Sección de convergencia.
• Sección de la garganta.
• Sección de divergencia.

5. Funcionamiento
Su funcionamiento esta basado en la asunción de que el
flujo critico se produce estrechando la anchura de la
garganta de la canaleta y levantando la base; este efecto
obliga al agua a elevarse o a remansarse, proceso que
debido a la aceleración del flujo permite establecer una
relación matemática entre la elevación del agua y el gasto.

6. Medición de caudal
Debido a que la principal función de la Canaleta Parshall es
medir el caudal. Es importante tener una expresión
matemática que relacione esta variable con el resto de
magnitudes medibles en el dispositivo. Dicha expresión en
términos generales es:
Donde:
Q: Caudal.
Ha: Profundidad del agua en una posición dada.
C y n: Constantes que dependen de las dimensiones del canal.

7. Las relaciones profundidad-caudal para canaletas Parshall de
diferentes tamaños, tal como se calibraron empíricamente, se
presentan mediante las siguientes ecuaciones:
En las ecuaciones anteriores Q es el caudal libre en pies3/s, W es
el ancho de la garganta en pies y Ha es la lectura de la mira de
aforo en pies.

8. Sumergencia
Es un parámetro que clasifica
la descarga en libre o
ahogada.
Cuando la sumergencia excede el limite de 0.6 para canaletas de
3, 6 y 12 pulgadas, respectivamente, de 0.7 para canaletas de 1 a 8
pies y de 0.8 para canaletas de 10 a 50 pies, el flujo se vuelve
sumergido. El efecto de la sumergencia es de reducir el caudal. En
este caso el caudal calculado mediante las ecuaciones anteriores
debe corregirse mediante una cantidad negativa.

9. Diagrama para el
cálculo de la tasa de
flujo sumergido, en
pies3/s, a través de
una canaleta Parshall
de un pie de ancho.
La corrección para la canaleta de
un pie obtenida a través del gráfico
anterior se hace aplicable a
canaletas mayores multiplicando la
corrección de la canaleta de un pie
por el factor dado a
continuación, de acuerdo con el
tamaño particular de la canaleta
que se utilice.
Tamaño de la
canaletaW, en pies
Factor de
corrección
1 1.0
1.5 1.4
2 1.8
3 2.4
4 3.1
6 4.3
8 5.4

10. Diagrama para el cálculo de
la tasa de flujo sumergido,
en pies 3/s, a través de una
canaleta Parshall de 10 pies
de ancho.
De manera similar, la corrección para la
canaleta de 10 pies se hace aplicable a
canaletas mayores multiplicando la
corrección para la canaleta de 10 pies
por el factor dado a continuación para
la canaleta particular que esté
utilizándose.
Tamaño de la
canaletaW, en pies
Factor de
corrección
10 1.0
12 1.2
15 1.5
20 2.0
25 2.5
30 3.0
40 4.0
50 5.0

11. Ejemplo práctico
Diseñe una canaleta Parshall para manejar 20 pies 3/s de
flujo en un canal de pendiente moderada cuando la
profundidad de flujo en éste es de 2.5 pies.

12. SOLUCIÓN
El caudal dado puede medirse utilizando canaletas de diferentes
tamaños, pero la mejor selección es la canaleta de tamaño más
práctico y económico.
Entonces se supone inicialmente un ancho W= 4 pies y Hb/Ha=
0.7, para este ancho la ecuación que debe utilizarse es:
Reemplazando,

13. Utilizando la suposición hecha inicialmente, entonces:
Con una sumergencia del 70%, la superficie de agua en la
garganta, en el punto de medida de Hb está al mismo nivel de la
superficie de aguas abajo. Bajo esta condición de flujo, la
profundidad de aguas abajo es D= 2.5 pies y la elevación de la
cresta por encima del fondo del canal X= 2.5 – 0.81 = 1.69 pies.

14. Con las condiciones halladas
anteriormente se utiliza este
diagrama que da la perdida de
altura dados los valores de
caudal, sumergencia y ancho de
la garganta. En este caso dicha
pérdida es igual a 0.43 pies.
Por consiguiente, la profundidad del agua del lado aguas arriba de
la canaleta será 2.5 + 0.43 = 2.93 pies
Ancho Elevación cresta Profundidad
aguas arriba
2 1.53 2.98
3 1.23 3.12
4 1.69 2.93
Realizando el mismo
procedimiento anterior
para profundidades de
2 y 3 pies se obtienen
los siguientes valores.

15. Para decidir el tamaño de la canaleta más
práctico para ser utilizado será necesario
examinar el borde libre del canal y el
efecto de aumento en la superficie del
agua sobre el flujo a través de la
compuerta aguas arriba. Si estas
condiciones son satisfactorias, la canaleta
de 2 pies será la más económica debido a
que sus dimensiones son más pequeñas.
Sin embargo, cuando se considera el
ancho del canal, la selección final puede
favorecer las canaletas de 3 o 4
pies, debido a que una canaleta más
pequeña requeriría unos muros-aletas de
aproximación con una longitud entre
moderada y larga. A menudo, el ancho de
la garganta de la canaleta variará entre un
tercio y un medio del ancho del canal.

16. Requerimientos para la
instalación física
 Velocidad de llegada de la corriente, la cual debe ser
mayor igual a 0.3m/s para que esta no permita el
crecimiento de la maleza.
 Características del flujo del canal y necesidades
operacionales: conocer el Qmax y Qmin, erosión y
seguridad, evitar la sedimentación, tramo recto mínimo
antes del medidor, tomar en cuenta el azolve*.
*Azolve: Deposición de sedimentos transportados por el agua, principalmente en lagos, depósitos,
canales o zonas inundadas. Estos depósitos están formados por materiales sedimentarios sin importar
su origen.

17. Caudalimetro de Parshall
Es el instrumento que permite llevar un control
del caudal que entra en la planta depuradora o
canal, con un medidor de canal de ultrasonidos.

18. Conclusiones
 Para un caudal dado, la perdida de carga es 75% mas
pequeña que para otros medidores, bajo las mismas
condiciones de descarga libre.
 Opera con perdidas de carga relativamente bajas.
 Se logran buenas mediciones sin sumergencia, o
inclusive, con sumergencia moderada.
 Es menos caro que el aforador de garganta larga para la
misma capacidad.
 Debe construirse de acuerdo a medidas estándar, lo que
dificulta y encarece su construcción.