Medición del Caudal
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El Método Más Exacto para Medir el Caudal
Método 3: Medición con un Wier
Un Wier es tal vez la forma más precisa de medir el caudal en corrientes medianas y pequeñas. Toda el agua se dirige a través de un área que es exactamente rectangular, por lo que es muy fácil medir la altura y la anchura de la sección por donde pasa el agua y así poder calcular el caudal.
Un Wier es un dique “temporal” con una puerta rectangular, donde la parte inferior de la ranura debe estar exactamente al mismo nivel, y la anchura de la puerta debe permitir que toda el agua pase a través de ella sin que se derrame el fluido sobre la parte superior de la presa. Una puerta estrecha aumentará la profundidad del agua a medida que pasa a través del dique, por lo que es más fácil de medir.
Es importante tener en cuenta que su medición de profundidad no se debe tomar en la misma puerta, ya que la profundidad del agua se distorsiona al pasar por la puerta. En su lugar, inserte una estaca bien arriba de la puerta del Wier y hacer que la parte inferior de la estaca este exactamente a nivel con la parte inferior de la puerta. Medir la profundidad del agua desde la parte superior de la estaca.
Una vez que el ancho y la profundidad del agua se conocen, se debe utilizar una tabla para calcular el caudal. La Tabla que se muestra a continuación se basa en una puerta de una pulgada de ancho, simplemente multiplique la cantidad medida por el ancho (en pulgadas) de su puerta.
Por ejemplo: Supongamos que su compuerta es de 6 pulgadas de ancho, y la profundidad del agua que pasa sobre ella es 7-1/2 pulgadas. En la parte izquierda de la tabla, busque "7" y busque en esa misma fila hasta encontrar la columna para "1/2 pulgada". La tabla muestra el caudal de 8.21 cfm (cubic feet per minute “por sus siglas en ingles” que es igual a = pies cúbicos por minuto) para una puerta de una pulgada, con 7-1/2" de agua que fluye a través de ella. Debido a que su puerta es de 6 pulgadas de ancho, simplemente se multiplica el 8.21 por 6 para obtener 49.26 cfm ó (pies cúbicos por minuto).
|
Inches |
||||||||
|
|
+0/8 |
+1/8 |
+1/4 |
+3/8 |
+1/2 |
+5/8 |
+3/4 |
+7/8 |
|
0 |
0.00 |
0.01 |
0.05 |
0.09 |
0.14 |
0.19 |
0.26 |
0.32 |
|
1 |
0.40 |
0.47 |
0.55 |
0.64 |
0.73 |
0.82 |
0.92 |
1.02 |
|
2 |
1.13 |
1.23 |
1.35 |
1.46 |
1.58 |
1.70 |
1.82 |
1.95 |
|
3 |
2.07 |
2.21 |
2.34 |
2.48 |
2.61 |
2.76 |
2.90 |
3.05 |
|
4 |
3.20 |
3.35 |
3.50 |
3.66 |
3.81 |
3.97 |
4.14 |
4.30 |
|
5 |
4.47 |
4.64 |
4.81 |
4.98 |
5.15 |
5.33 |
5.51 |
5.69 |
|
6 |
5.87 |
6.06 |
6.25 |
6.44 |
6.62 |
6.82 |
7.01 |
7.21 |
|
7 |
7.40 |
7.60 |
7.80 |
8.01 |
8.21 |
8.42 |
8.63 |
8.83 |
|
8 |
9.05 |
9.26 |
9.47 |
9.69 |
9.91 |
10.13 |
10.35 |
10.57 |
|
9 |
10.80 |
11.02 |
11.25 |
11.48 |
11.71 |
11.94 |
12.17 |
12.41 |
|
10 |
12.64 |
12.88 |
13.12 |
13.36 |
13.6 |
13.85 |
14.09 |
14.34 |
|
11 |
14.59 |
14.84 |
15.09 |
15.34 |
15.59 |
15.85 |
16.11 |
16.36 |
|
12 |
16.62 |
16.88 |
17.15 |
17.41 |
17.67 |
17.94 |
18.21 |
18.47 |
|
13 |
18.74 |
19.01 |
19.29 |
19.56 |
19.84 |
20.11 |
20.39 |
20.67 |
|
14 |
20.95 |
21.23 |
21.51 |
21.80 |
22.08 |
22.37 |
22.65 |
22.94 |
|
15 |
23.23 |
23.52 |
23.82 |
24.11 |
24.40 |
24.70 |
25.00 |
25.30 |
|
16 |
25.60 |
25.90 |
26.20 |
26.50 |
26.80 |
27.11 |
27.42 |
27.72 |
|
17 |
28.03 |
28.34 |
28.65 |
28.97 |
29.28 |
29.59 |
29.91 |
30.22 |
|
18 |
30.54 |
30.86 |
31.18 |
31.50 |
31.82 |
32.15 |
32.47 |
32.80 |
|
19 |
33.12 |
33.45 |
33.78 |
34.11 |
34.44 |
34.77 |
35.10 |
35.44 |
|
20 |
35.77 |
36.11 |
36.45 |
36.78 |
37.12 |
37.46 |
37.80 |
38.15 |
Un Wier es especialmente eficaz para medir el caudal durante las diferentes épocas del año. Una vez que la presa está bien ubicada, es más rápido y fácil de medir la profundidad del agua y con esto se busca en la tabla ó diagrama de caudal, en diversas épocas del año.
Diseño de Caudal
A pesar de que el caudal puede ser muy alto después de períodos excepcionalmente lluviosos, probablemente no será rentable para el diseño de su sistema de turbina para manejar toda esa agua por unos pocos días del año. En su lugar, tiene sentido construir un sistema que utilice el mayor caudal, con el que se puede contar durante un gran periodo ó parte del año. Esto se conoce como “caudal de diseño”, y es el caudal máximo al que se ha diseñado el sistema hidráulico de acomodar.
El Caudal de Diseño junto con el caudal neto, determinan todo lo relacionado con su sistema hidroeléctrico, desde el tamaño de la tubería de presión hasta la cantidad de corriente eléctrica que se generará.