Figura 1. Parámetros del medidor Palmer-Bowlus

TOAPAXI-ALVAREZ*, JorgeSILA-BASTIDA, Roberto    TORRES-JACOBOWITZ, Cristina.

The Palmer-Bowlus flume was developed in 1936, as an adaptation of the Venturi flume for the use in sewer systems, due to the difficulty in modifying the pipe invert. There are commercially available single-body Palmer-Bowlus flume with their respective discharge curves, which increase the cost of sewer projects. Based on the physical model of the Palmer-Bowlus flume (Torres & Vásquez, 2010), the aim of this research was to carry out the three-dimensional numerical modeling of these flow meters, considering four pipe diameters: 160 mm, 200 mm, 250 mm and 400 mm; the selected diameters are the most used ones, according to the information provided by the Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento de Quito (EPMAPS). The discharge curves were calibrated and validated using the FLOW-3D program. Meshing had a great influence on the quality results and duration of the numerical simulation; in contrast, the roughness and turbulence models (RNG y k-e) had little influence. The discharge curves obtained in the numerical modeling have good approximation to those obtained in the physical model.

Palmer-Bowlus 수로는 1936년에 하수도 시스템에 사용하기 위해 Venturi 수로를 개조한 것으로 파이프 인버트를 수정하는 것이 어렵기 때문에 개발되었습니다. 각각의 배출 곡선이 있는 시판되는 단일 몸체 Palmer-Bowlus 수로가 있으며, 이는 하수도 프로젝트 비용을 증가시킵니다.

Palmer-Bowlus 수로의 물리적 모델을 기반으로(Torres & Vásquez, 2010), 이 연구의 목적은 160mm, 200mm, 4개의 파이프 직경을 고려하여 이러한 유량계의 3차원 수치 모델링을 수행하는 것이었습니다. 250mm 및 400mm; Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Sanaeamiento de Quito(EPMAPS)에서 제공한 정보에 따르면 선택한 지름이 가장 많이 사용되는 지름입니다.

방전 곡선은 FLOW-3D 프로그램을 사용하여 보정 및 검증되었습니다. 메싱은 수치 시뮬레이션의 품질 결과와 기간에 큰 영향을 미쳤습니다. 대조적으로, 거칠기 및 난류 모델(RNG y k-e)은 거의 영향을 미치지 않았습니다. 수치 모델링에서 얻은 방전 곡선은 물리적 모델에서 얻은 것과 유사합니다.

Figura 1. Parámetros del medidor Palmer-Bowlus
Figura 1. Parámetros del medidor Palmer-Bowlus
Figura 2. Diagrama de flujo de la modelación del medidor Palmer-Bowlus en FLOW-3D
Figura 2. Diagrama de flujo de la modelación del medidor Palmer-Bowlus en FLOW-3D
Figura 3. Captura de pantalla del modelo numérico Q=22.047( 𝑙 𝑠 ), Ho=20.038 cm
Figura 3. Captura de pantalla del modelo numérico Q=22.047( 𝑙 𝑠 ), Ho=20.038 cm

REFERENCIAS

Aulestia, C. (2017). Modelación numérica en tres dimensiones de flujo en
las compuertas de la captación del Proyecto Toachi – Pilatón
aplicando dinámica de fluidos computacional (CFD). [Tesis
Maestría]. Quito, Ecuador: Escuela Politécnica Nacional.
Casa, E. (2016). Modelación numérica del flujo rasante en una rápida
escalonada aplicando la dinámica de fluidos computacional
(CFD) Programa FLOW-3D. [Tesis maestría]. Quito, Ecuador:
Escuela Politécnica Nacional.
Chow, V. T. (2004). Hidráulica de canales abiertos (Primera ed.). (J.
Saldarriaga, Trad.) Santafé de Bogotá, Colombia: McGrawHill.
Domínguez, F. (1999). Hidráulica (Sexta Edición ed.). Santiango de Chile,
Chile: Editorial Universitaria.
Fernández, J. (2012). Introducción a la dinámica de fluidos computacional
(CFD) por el método de volúmenes finitos. Barcelona: Editorial
Reverté, S.A.
Flow Science, Inc. (2016). Flow-3D v11.2 Documentation. Flow Science,
Inc. Santa Fe: Flow Science.
Ludwig, J., & Ludwig, R. (1951). Design of Palmer-Bowlus Flumes.
Sewafe and Insdustrial Wastes, 23(9), 1096-1107. Obtenido de
https://www.jstor.org/stable/25031687
Recasens, J. (2014). Modelación tridimensional del glujo de entrada en un
sumidero. Barcelona: UPC BARCELONATECH.
Sotelo, G. (1997). Hidráulica General Vol. 1. México D.F.: LIMUSA S.A.
Torres, C., & Vásquez, E. (2010). Análisis de medidores de caudal para
flujo subcrítico en sistemas de alcantarillado. [Tesis
ingeniería]. Quito, Ecuador: Escuela Politécnica Nacional.
Versteeg, H. K., & Malalasekera, W. (1995). An Introduction to
computational fluid dynamics – The finite volume method. New
York: John Wiley & Sons.