DESARENADORES
Esquema de un desarenador de lavado intermitente.
EJEMPLO .&ise'o de un desarenador para sedimentar las par(culas )ue conduce un canal de riego re!es*do+ con un caudal de 1 m3/seg.
Datos:
Caudal Peso específco del material Peso específco del agua
Q= ps= pw=
El desarenador dee ser de !elocidad lenta aplicando " a# $a teoría simple de sedimentaci% sedimentaci%n n
Solución . Di!"etro de las #ar$culas a sedi"entar :
1 2.43 1.03
m3/seg gr/cm3 gr/cm3 canal de riego revesdo
&=
0., mm
+ deido a )ue es agua de riego
-ormalmente el !alor del dimetro mimo aceptado para plantas idroelctricas es de 0.2, mm para irrigaciones 0., mm.
Tabla :Clasificación del suelo por el tamaño de sus partículas
. %!lculo de la velocidad del &u'o ( en el tan)ue:
$a !elocidad en un desarenador se considera lenta+ cuando est comprendida entre ./ "0s a .1 "0s.
La sección transversal de un desarenador se diseña para velocidades que varía entre 0.1 m/s y 0. m/s. La !rofundidad media varía entre 1." y m.
=√( ) cm/s donde: d =diámetro (mm) a =constante en función del diámetro
a ,1 44 3
=
31.112564
=
0.3111256 m/s
cm/s
d 7mm# 0.1 0.181 1
. %!lculo de la velocidad de ca*da + , en aguas tran)uilas
3.1 Tabla 6.3 preparada por Arkhangelski,
3.2 La experiencia genera
9= 9=
,.4 cm/s 0.0,4 m/s
9=
,.2
9=
0.0,2
3.3. La fórmula de !ens"
w=√(├ (−1) ) : #elocidad de la partícula en a$ua calma %m/s& d: di'metro de la partícula %m&
: peso específico del material %$r/ 〖〗 ^3& (: constante que varía de acuerdo a la forma y a la naturale)a de los $ranos.
9=
0.22 m/s
d= := ;=
0.000, 2.43 6.2,
3.#. La experiencia generada por Sudr$,
pw=
9= 9=
3.% La fórmula de Sco&&i ' (oglieni
w=3.8√ + 8.3
d
d= 9=
donde: w * velocidad de sedimentación (m/s)
0.000, 0.0651
d = diámetro de la partícula (m)
!ara el c'lculo de w de diseño+ se puede obtener el promedio de los Ws con los m,todos enunciados anteriormente.
9=
70.0,4<0.0,2<0.22<0.0,<0.065#/, 9=
0.051 m/s
(. %!lculo de las di"ensiones del tan)ue:
2.3. Des#reciando el e4ecto del &u'o tur5ulento so5re la velocidad de sedi"entación:
Tiempo de caída de la partícula:
t = h/w
Tiempo de sedimentación ( que arrastra a la partícula):
v=L/t
;
t=L/v
)roceso de c*lculo de las dimensiones del &an+ue
Iualando los tiempos tirante del tanque de s L = (" # v ) / w
$##
%alcular la lonitud con la ecuación:
= (ℎ )/ ( ) $ =
&onde"
4.6,40 m
= 1., m != 0.31112563 m/s
La secció desarenado velocidade m/s y 0.4 media varí
C>-?@&EABC@-"
Para eDecto retardatorio de turulencia
&ara desarenadores de 'aas velocidades
elocidad de escurrimiento 7m/s#
= (ℎ )/ ( ) $=
0.2 0.3 0.,
1., 4.604 $=
.2611 m
%alcular el anc"o de desarenador con la ecuación:
= ( )/(ℎ
)
= =
Q= = !=
1 m3/s 1., m 0.3111256 m/s
2.143 m 2.,00 m
%alcular el tiempo de sedimentación con la ecuación t = h/w
t=
= 9=
1., m 0.051 m/?
1,.02 seg
%alcular el volumen de aua conducido en ese tiempo con la ecuación: V= Q . t
Q= t=
1 m3/seg 1,.02 seg
= 1,.01,,4,5 m3
erificar la capacidad del tanque*con la ecuación V=b h L
= 2.30411345 m3
(. %!lculo de la 6ransición
= = $=
1., m 2.,0 m .261 m
= (T1 −T )/( !" (1.#))
1 = 2= tg 712.,# =
4m 2.14 m 0.221
&onde" L = lonitud de la transición T+ =espeo de aua en el canal T, = espeo de aua del desarenador
$=
4.165 m
(. %!lculo de la longitud del vertedero
alor má-imo de la velocidad de paso por el vertedero: + m/s# La cara so're la cresta tiene un valor má-imo de h =.#, m
s+uema del &
6.1 -*lculo de L
&ara un " = .#, m0 c = , (para un perfil %reaer) ó % = +#12 (cresta auda)#
= ($ )/ (% ℎ^(3/) ) $=
Q= C= = 4.346 m
6.2 -*lculo del *ngulo cen&ral $ el radio con +ue se &ra/a la longi&ud del 0er&edero
+# %álculo de :
A= (18& ')/( )
= */(1 −,) A=
/(1 −,)=(18& ')/ ( -)
/71 8cos #=
55.446
=
.
∝
∝
∝
,# %álculo de 3: 3 =
(18& ')/ ( )
$= = F=
4.346 m 2.,0 m 3.141,52,4
1 1.64 0.2,
A=
3.2,21 m
6.3 -*lculo de la longi&ud de la pro$ección longi&udinal del 0er&edero L1
?en = '1/
$1= 3.033165 m
6.# -*lculo de la longi&ud promedio
^−
(^−)= (+1)/ (^− ) =
$ !ertedero= 4.346 $1= 3.033
m m
3.50, m
6.%. -*lculo de la longi&ud &o&al del &an+ue desarenador
LT = Lt 4 L 4 5onde: LT =
^−
;
1,.10 m
LT = lonitud total Lt = lonitud de la transición de entrada L = lonitud del tanque ^− = lonitud promedio por efecto de vertedero Lt = L =
(^− ) =
4.165 m .261 m 3.51 m
(. %!lculos co"#le"entarios
.1 -*lculo de la ca4da del fondo
0 6 = diferencia de cotas del fondo del desarena
0 = 2
L= LT * Lt 7 = pendiente del fondo del desarenador (,8)
$=
10.52 m
0 =
0.215 m
.2 -*lculo de la profundidad del desarenador fren&e a la compuer&a de la0ado
9= " 4 0 donde: 9 = profundidad del desarenador frente a la compuerta de lavado " = profundidad de diseo del desarenador 0 = diferencia de cotas del fondo del desarenador
H =
1.15 m =
0 =
1., 0.215
.3 -*lculo de la al&ura de cres&a del 0er&edero con respec&o al fondo
hc : H - .#,
alor mim
donde:
hc
: altura de la cresta del vertedero con respecto al fondo
H : profundidad del desarenador frente a la compuerta de lavado
hc
1.45 m
=
.# -*lculo de las dimensiones de la compuer&a de la0ado
La compuerta funciona como un orificio
= . 4 . √( " ℎ) donde: - = caudal a descarar por el orificio = coeficiente de descara = .#. para un orificio de pared delada 4 = área del orificio0 en este caso iual al área < de la compuerta h = cara so're el orifico (desde la superficie del aua "asta el centro del orificio) g = aceleración de la ravedad0 #1+ rnIs2
4=
0.265, m2
4= B =$2 $=
cd Q 2g =G
0.,3 m
.% -*lculo de la 0elocidad de salida
V = Q / Ao donde: v = velocidad de salida por la compuerta0 de'e ser de > a m/s, para el concreto el límite erosivo es de m/s - = caudal descarado por la compuerta *
=
o
0
do por Sellerio
cm/s m/s
m gr/cm3
1.03
gr/cm3
.,0 cm/s 0.0,0 cm/s
m m/s
! asumiendo que " es el edimentación; tenemos: Teoría de simple sedimentación
transversal de un r se diseña para s que varía entre 0.1 m/s. La Profundidad entre 1.5 y 4 m.
; 1.2, 1., 2
n+ue desarenador
m3/seg m
la curvatura del
or
m m
o de la carga
0.2,
0. 1 m3/s 15.2 m/s2 1.15 m
3.4645232 m/s
