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CALHA PARSHALL
CALHA PARSHALL
A calha Parshall é um dispositivo hidráulico de medição de vazão em canais abertos, muito utilizado em saneamento, drenagem, irrigação e obras hidráulicas. Seu funcionamento é baseado no controle da energia do escoamento por meio de uma restrição geométrica.
A seguir, explico em detalhes como ela funciona, passo a passo.
1️⃣ O que é a Calha Parshall
1️⃣ O que é a Calha Parshall
É uma calha com formato padronizado, composta por três trechos principais:
Trecho convergente (entrada)
Garganta (seção estrangulada)
Trecho divergente (saída)
Essa geometria força a água a acelerar, permitindo que a vazão seja determinada apenas pela altura do nível d’água em um ponto específico.
2️⃣ Princípio de Funcionamento Hidráulico
2️⃣ Princípio de Funcionamento Hidráulico
A calha Parshall funciona com base em dois princípios fundamentais:
🔹 a) Continuidade
🔹 a) Continuidade
Ao reduzir a seção do canal na garganta:
A velocidade aumenta
A altura da lâmina d’água diminui
🔹 b) Energia específica / Regime crítico
🔹 b) Energia específica / Regime crítico
Na garganta, o escoamento é forçado a atingir condição crítica ou próxima dela.
Isso faz com que a vazão dependa somente da carga hidráulica a montante.
👉 Resultado: a medição independe do nível d’água a jusante (desde que não haja submersão excessiva).
3️⃣ Como a Vazão é Medida na Prática
3️⃣ Como a Vazão é Medida na Prática
📍 Ponto de medição (Ha)
📍 Ponto de medição (Ha)
Mede-se a altura da lâmina d’água no trecho convergente, em um ponto padronizado antes da garganta.
Essa altura é chamada de Ha.
📐 Relação Ha × Vazão
📐 Relação Ha × Vazão
Cada calha Parshall possui uma equação ou tabela própria, do tipo:
Q=K⋅HanQ = K \cdot Ha^nQ=K⋅Han
Onde:
Q = vazão (m³/s)
Ha = altura da lâmina d’água (m)
K e n = constantes que dependem do tamanho da calha
➡️ Ou seja: basta medir Ha para obter a vazão.
4️⃣ Regime Livre × Regime Submerso
4️⃣ Regime Livre × Regime Submerso
✅ Regime livre (ideal)
✅ Regime livre (ideal)
O nível a jusante não interfere na garganta
A vazão depende apenas de Ha
É a condição de projeto
⚠️ Regime submerso
⚠️ Regime submerso
O nível a jusante sobe demais
O escoamento deixa de ser crítico
A leitura passa a ser menos precisa
📌 Cada calha tem um limite máximo de submersão admissível, geralmente entre 60% e 80%.
5️⃣ Vantagens da Calha Parshall
5️⃣ Vantagens da Calha Parshall
✔️ Alta precisão
✔️ Pequena perda de carga
✔️ Funciona bem com escoamento turbulento
✔️ Pode medir vazões com sólidos em suspensão
✔️ Muito usada em estações de tratamento de esgoto (ETE)
6️⃣ Limitações e Cuidados
6️⃣ Limitações e Cuidados
⚠️ Deve ser bem nivelada e alinhada
⚠️ A medição de Ha deve seguir exatamente o ponto normativo
⚠️ Submersão excessiva compromete a leitura
⚠️ Dimensão incorreta da calha gera erro significativo
7️⃣ Onde é Mais Utilizada
7️⃣ Onde é Mais Utilizada
Estações de tratamento de água e esgoto
Canais de irrigação
Drenagem urbana
Obras de controle hidráulico e Barragens
Monitoramento ambiental de vazões
8️⃣ Resumo Técnico
8️⃣ Resumo Técnico
A calha Parshall mede vazão ao forçar o escoamento a uma condição crítica em uma seção estreita, permitindo calcular a vazão apenas pela altura da lâmina d’água a montante, com baixa perda de carga e alta confiabilidade.
- A Calha Parshal é um trecho curto de canal com geometria de fundo e paredes que acelera a velocidade da água e cria uma passagem por escoamento crítico;
- A medição de nível é feita a montante da passagem pelo regime crítico, e pode ser relacionada diretamente à vazão;
- A vazão é determinada a partir da leitura da elevação do nível d’água, em uma escala ou régua, colocada na secção convergente do canal;
- As calhas Parshal são dimensionadas com diferentes tamanhos, de forma a permitir a medição em diferentes faixas de vazão;
- A principal vantagem das calhas é que existe uma relação direta e conhecida, ou facilmente calibrável, entre a vazão e a cota;
- A calha ou o vertedor tem a desvantagem do custo relativamente alto de instalação;
- Eventos extremos à podem ser danificadas ou, até mesmo, inutilizadas.
- Medidor Parshall: utiliza dispositivo com secção convergente com fundo em nível, secção estrangulada (garganta), com fundo em declive e secção divergente com fundo em aclive;
- Devem ser usados em canais que não se dispõe de altura suficiente para instalação de um vertedor de parede delgada, observando que o fundo do canal de saída deve estar situado em um nível inferior ao do canal de entrada da calha Parshall, com o fim de assegurar que esta não trabalhe no regime de fluxo submerso;
- A calha Parshall não sofre influência de líquidos contendo materiais em suspensão e por isso é recomendada para essa condição;
- A altura da lâmina d’água na secção convergente é a medida do fluxo através da calha;
- Equação de Descarga
Q = 2,2 WH3/2
Onde:
Q = vazão em m³/s.
W= largura da garganta em polegadas e em pés.
H = altura da lâmina d’água em metros (m).
- Limites de Aplicação
a) O medidor Parshall deve ser instalado em canais retos com paredes perfeitamente verticais.
b) O tamanho do medidor deve ser determinado em função da vazão estimada e de tal modo que não provoque inundação no canal de aproximação a montante do vertedor.
c) O fundo do canal de saída deve ser inferior ao do canal de aproximação.
d) O canal de aproximação deve ter um trecho reto superior à 20H, a montante da garganta de medição.
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