dimensionamento de calha parshalll

Dimensionamento de uma calha Parshall

Mauro
Rodrigo

O presente trabalho teve como objetivo o dimensionamento de uma calha Parshall atuando como medidor de vazão e unidade de mistura rápida e coagulação numa estação de tratamento de água (ETA) convencional.

Memorial Descritivo:

Foi selecionada uma calha Parshall com garganta de 3” (7,6 cm), calha essa que atende vazão mínima de 0,80 l/s e máxima de 53,8 l/s. Como a vazão de projeto é de 20 l/s tal calha atende perfeitamente as exigências de projeto. A Figura 1 representa um esquema geral de uma calha Parshall.

Figura . Esquema geral de uma calha Parshall

Esse valor de vazão na calha escolhida proporcionou a ocorrência de ressalto hidráulico suficiente para haver gradiente de velocidade necessário para mistura rápida. O valor obtido foi de 1361,41 s-1. Embora este valor esteja fora da faixa que estabelece a NBR 12216 (700 a 1100 s-1), não se pode entender tal aplicação como algo cartesiano, estático. Acreditamos que o valor se encontra na mesma ordem de grandeza e, portanto seja possível a utilização da calha no projeto. A aplicação do coagulante é feita na saída da garganta e a medição de vazão na seção à 2/3 do comprimento A, conforme a Figura 1.
Memorial de cálculo
Dimensões (cm) da Parshall escolhida para a vazão de projeto Q = 0,020 m3/s.
W
A
B
C
D
E
F
G
K
N
7,6
46,6
45,7
17,8
25,9
38,1
15,2
30,5
2,5
5,7

Cálculo da lâmina d’água na seção de medição:
Q = K * Han
0,020=0,176*Ha1,547
Ha= 0,245 m

Velocidade Va na seção de medição:
D’ = 2/3(D-W) + W = 2/3 (0,259-0,076) + 0,076 = 0,198 m
Va = Q/A = Q/(D’Ha) = 0,020/(0,198*0,245) = 0,412 m/s

Energia total disponível:
Ea = Ha + Va²/2g + N = 0,245 +0,4122/2g + 0,057 = 0,310 m
Ângulo fictício e obtenção da velocidade média V1 no início do ressalto:
Cosφ = -gQ/W(0,67gEa)1,5 = g0,020/(0,076(0,67g0,310)3/2) = -0,887 φ = 152,575 º
V1 = 2cos(φ/3).(2gEa/3)1/2 = 1,798 m/s

Altura da lâmina d’água no início do