EDWIN DANILO ROMERO RODRIGUEZ 20071032041 MARCEL IVAN ROJAS 9823333
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES INGENIERIA TOPOGRAFICA ACUEDUCTOS ACUEDUCTOS 2011
DISEÑO DE DESARENADOR
Condiciones de la tubería de entrada
Q= 0.0195 /s Qo= 0.051 /s V= 1.43 m/s Vo= 1.56 m/s D= 8” (0.203 m)
d= 0.13 m Condiciones de diseño del desarenador
Periodo de diseño= 20 años numero de módulos= 2 caudal medio diario año (2025)= 27.5 L/s caudal máximo diario año 2025= 29.6 L/s caudal medio diario año 2005= 19.5 L/s requerimiento de agua en la planta de purificación= 1.1 m/s caudal de diseño de cada modulo= 27.5 L/s remoción de partículas de diámetro: d=0.05 mm porcentaje de remoción= 75 temperatura= 15º C viscosidad cinemática= 0.01059 /s grado del desarenador: n=1 sin deflector relación longitud: ancho= 4:1 cota de la lamina en la tubería a la entrada del desarenador= 2774.87 m cota de la batea en la tubería a la entrada del desarenador= 2774.74 m cota de la corona de muros= 2775.17 m
Calculo de los parámetros de sedimentación
Velocidad de sedimentación de la partícula, arcilla fina
=
0.05 mm
= 0.212cm/s
Profundidad útil de sedimentación: H=1.5 m t= 707 s Periodo de retención hidráulico = 2120 s = 0.59 horas
Volumen del tanque V = 58.3 Área superficial del tanque =
38.86
Dimensiones del tanque para L:B B= 3.12 m L= 12.46 m Carga hidráulica superficial q= 0.00070766 / s= 61.14 / Velocidad de sedimentación de la partícula critica en condiciones teóricas = 0.071 cm/s = 0.03 mm
Velocidad horizontal =
0.587 cm/s
Velocidad horizontal máxima = 4.25 cm/s
Velocidad de re suspensión máxima =
9.29 cm/s
Condiciones de operación de los módulos
Operación inicial en el año 2005 Caudal de operación= caudal medio diario en el año 2005= 19.5 L/s = 0.83 hr
q= 63.5 / Calculo de los elementos del desarenador = 0.028 m = 0.31 m/s
Velocidad sobre la cresta del vertedero = 0.24 m = 0.35 m
Pantalla de salida
profundidad: 0.75 m distancia al vertedero de salida: 0.42 m
Pantalla de entrada
profundidad: 0.75 m distancia a la cámara de aquietamiento: 3.15 m
Almacenamiento de lodos
relación de longitud= 10 profundidad máxima= 1.24 m profundidad máxima adoptada= 1m profundidad mínima adoptada= 0.8 m
distancia punto de salida a la cámara de aquietamiento= 4.15 m dist al punto de salida vertedero salida= 8.30 m pendiente transversal= 7.1% pendiente longitudinal en L/3= 5.3% pendiente longitudinal en 2L/3= 2.6%
Cámara de aquietamiento
profundidad H/3= 0.5 m ancho B/3= 1.04 m largo (adoptado)= 1 m
Rebose de la cámara de aquietamiento = 0.019 = 0.05 m = 0.40 m/s = 0.30 m
Perfil hidráulico
Perdidas a entrada de la cámara de aquietamiento 1.43
m/s
= 0.07 m/s = 0.02 m
Perdidas a la entrada de la zona de sedimentación = 0.07 m/s = 0.01 m/s = 0.00 m
Perdidas por las pantallas inicial y final = 2.12
H= 0.00 m
Calculo de los diámetros de la tubería de exceso y lavado
Tubería de excesos
= 6”
Tubería de lavado
Cota de entrega del desagüe de lavado: 2495.05 m Cota de la lamina de agua sobre la tubería: 2498.85 m
Diámetro nominal 6”= 0.168 m
Tubería PVC RDE-41,C= 150 Diámetro real: 160 mm Longitud de la conducción-: 70 m Altura disponible: 3.80 m Perdidas en la conducción (longitud equivalente-)= 93.50 m
J= 0.04067 m/m = 0.060 /s
V= 2.97 m/s Coeficiente de descarga del tanque = 0.42
Calculo de cotas
Cota de batea de la tubería de entrada: 2774.74 Cota lamina de agua en tubería de entrada: 2774.87 Cota de lámina en cámara de aquietamiento: 2774.85 Cota de la cresta del vertedero cámara de aquietamiento: 2774.8 Cota fondo de la cámara de aquietamiento: 2774.35 Cota lamina de agua en zona de sedimentación: 2774.85 Cota de la corona de los muros del desarenador: 2774.17 Cota inferior de pantallas de entrada y salida: 2774.10 Cota del fondo de profundidad útil de sedimentación: 2773.35 Cota placa fondo a la entrada y salida del desarenador: 2772.55 Cota placa fondo en punto de desagüe: 2772.35
Cota de batea de tubería de lavado: 2772.55 Cota cresta del vertedero de salida: 2772.82 Cota lamina de agua de la cámara de recolección: 2774.67 Cota fondo de la cámara de recolección supuesta: 2774.37
CORTE LONGITUDINAL DEL DESARENADOR
CORTE TRANSVERSAL DEL DESARENADOR
VISTA EN PLANTA DE DESARENADOR
PLANO TOPOGRAFICO CUCAITA BOYACA
DISEÑO DE LA LINEA DE ADUCCION BOCATOMA- DESARENADOR.
Caudal de Diseño. Coeficiente de rugosidad de Manning. Longitud de condición.
S
19.5 L/s = 0.0195 m³/s n=0.009 L= 50m
CALCULO DE PENDIENTE.
(99,15 98,92) 50 3/8
nQ
100 0.45% 3/8
0.009 0.0195
DISEÑO DE LA LINEA DE ADUCCION BOCATOMA- DESARENADOR.
Caudal de Diseño. Coeficiente de rugosidad de Manning. Longitud de condición.
d 0.791xD 0.791x0.177 0.14m R 1.216 xR0 1.216x 0.044 0.05m
RS 9.810 x0.05x0.0045 0.0022N / m2
VERIFICACION DE LA COTA A LA SALIDA DE LA BOCATOMA
d 1.5
V 2 2 g
0.14 1.5
0.93
2
0.21m
2 g
Al subir la cota del fondo de la cámara de recolección de 99.15 a 99.217 (28 cm de altura), y definir la cota de batea de la tubería a la llegada como 98.92-0.18=98.74 se tiene:
Este será el caudal que habrá que considerar en el diseño de la estructura de excesos del desarenador: Las cotas definitivas y condiciones hidráulicas serán: Cota de batea a la salida de la bocatoma Cota clave a la salida de la bocatoma Cota de batea a la llegada al desarenador Cota clave a la llegada al desarenador Cota de la lamina de agua a la llegada al desarenador
= = = = =
2775.27 2775.47 2774.74 2774.94 2774.87
DISEÑO DE BOMBAS
Datos iniciales del proyecto
Periodo de diseño: 20 años Caudal máximo diario: 19.5 L/s Número total de horas de bombeo al dia: 12 Altura sobre el nivel del mar: 2640 msnm Temperatura del agua: 14º C Tubería PVC: 1507
=
0.039 /s
Calculo de los diámetros
Tubería de impulsión según la ecuación de Bresse Di= 8” = 0.203 m
Velocidad de la tubería Vi= 1.20 m/s 1
Tubería de succión Velocidad resultante: 1.20 m/s < 1.6 m/s
Sumergencia= 0.73 m
Calculo de la altura dinámica de elevación
Altura estatica de succion= 4 m Altura estatica de impulsión= 38 m Altura estatica total= 42 m
Perdidas en la succion D= 8”
Válvula de pie con coladera: 52 m Codo de radio corto a 90º= 6.4 m Reducción excéntrica: 1.52 m Entrada= 7.50 m Longitud de tubería recta: 5.23 m Longitud equivalente total: 72.65 m
Hazen-Williams
Q= 0.2785 C Perdida de carga total J= 0.00419 m/m Perdidas en la succion= 0.30 m Perdidas en la impulsión ( )= 8” =0.203 Expansión concéntrica (12D)= 3.05 m Valvula de retención horizontal= 32 m Valvula de cortina= 1.7 m Codo de radio largo 90º= 4 codos = 17.2 m T con cambio des dirección= 13 m Tubería= 192 m Longitud equivalente total= 258.95 m
Hazen-William
Q= 0.2785 C J= 0.00419 m/m Perdidas en la impulsión= 1.08 m Altura de la velocidad en la velocidad Vi= 0.07 m Altura dinámica total de elevación= 43.45 m
Altura dinámica total
Pb= 27.7 Kw Pm= 33.2 Kw Altura barométrica= 7.21 m Altura estatica de succion máxima= Hs= 4 m
Perdidas en la succion
L.E= 72.65 m C= 150 m Q= 0.054 /s Ds= 0.254 m
Otros cálculos Volumen del pozo
Tiempo de retención = 3 a 5 minutos V= 18.90 Área minima= 1.27 Sumergencia= 0.74 m
Altura de la coladera= 8” hc = 0.30 m
Distancia del fondo a la coladera, hf= 0.38 m Altura del pozo= 3.80 m Área del pozo= 4.27 >1.27
Adoptando una sección rectangular (2:1) se tiene B= 1.58 m y L= 3.15 Hazen-William
J= 0.00379 m/m Hs= 0.28 m Vs= 1.07 m/s Altura de velocidad: 0.05 m
