Para el siguiente trabajo se a considerado la información siguiente :
DIAMETRO DE PARTICULA (cm) 0.04
TIPO DE FLOCULADOR VERTICAL
VELOCIDAD DE FILTRACIÓN (cm/seg)
0.38
temperatura (°C) 22
CAPT CAPTAC ACIÓ IÓN N DE MANA MANANT NTIA IAL L LATE LATERA RAL L Para el diseño de nuestras captacion lateral y de fondo fondo se utilizara un caudal maximo diario de 14.36 lt/seg encontrado encontrado en la primera parte del trabajo trabajo
Suponemos la siguiente granulometría para el filtro: d15 = 0.00 0.0022 mm mm d85 = 0.35 0.35 mm Cálculo de los diámetros de estratos del filtro *)Filtro I:
d 15 FiltroI
.
d 85
suelo
3.5 4
Condicion de BERTRAM
Para evitar el lavado del suelo erosionable y la colmatación de los orificios de captación: d15 FiltroI(m FiltroI(mm) m) = 3.5*0.35 3.5*0.35 d15 Filtro FiltroI(mm I(mm)) = 1.225 mm
≈ 1.23 mm
Se utilizara como Filtro I → Arena Gruesa (1~2 mm) *)Filtro II: d 15 FiltroII 6 5 . d 15 FiltroI
Condicion de BERTRAM
d15 FiltroII(mm) = 6*1.23 d15 FiltroII FiltroII (mm) (mm) = 7.38 Se utilizara como filtro II → Grava media (5 ~ 30 mm) *)Filtro III: d 15 FiltroIII
Se utilizara como Filtro III → Grava Gruesa (30~70 mm) Según la ley de DARCY: Q
K
.
A
.i
Coeficientes de permeabilidad (K)
Filtro I → K1 = 0.5 cm/seg (Arena Gruesa) Filtro II → K2 = 10 cm/seg (Grava Media) Filtro III → K3 = 100 cm/seg (Grava Gruesa) Para fines de cálculo se consideran los s iguientes estratos: Espesor de cada estrato (b)
b1 = 0.3 m (Arena Gruesa) b2 = 0.3 m (Grava Media) b3 = 0.4 m (Grava Gruesa) LT = 1.00 m Considerando un gradiente hidráulico igual a la pendiente del terreno de aproximadamente:
(15%)… → i = 15%
i = 15%
Cálculo de la permeabilidad promedio total
Ki = permeabilidad de cada estrato Bi = ancho de cada estrato 1
K
1 K v
v
1
L
1 30 30 ( 100 0 .5 10
Kv (cm/seg) = Kv (m/seg)=
b
i
k
i
40 ) 100
1.577287066 0.01577
Chequeo de cada estrato para comprobar si se presenta o no el fenómeno de Tubificación del material filtrante
Es decir que:
i > 30% (0.30) 2.65 m
0.30 m 2.05m
0.30 m 1.60 m
0.40 m 0.85 m
Profundidad = 0.8 m
Recomendación bibliográfíca
*) Estrato I: A1
(
2.65 2.05 2
) * 0.80
A1 (m²) = k1 (cm/seg)= k1 (m/seg)= Q (lt/s) = Q (mᶟ/s) = Luego por Darcy:
Q
MEGO BARRANTES, RONALD
K
.
A
.i
1.88 0.5 0.005 0.59 0.000586 i
Q K i . A
i
2
TRATAMIENTO Y ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
= No se presenta la Tubificación *) Estrato II: A2
= No se presenta la Tubificación Por lo tanto podemos decir finalmente que no existe Tubificación en ningun estrato. Chequeo para toda la estratificación
A p (
2.65 0.85 2
) * 0.80
AP (m²) = kP (cm/seg)= kP (m/seg)= Q (lt/s) = Q (mᶟ/s) = Luego por Darcy:
Q
1.40 1.577287066 0.015772871 0.59 0.000586
K . A . i
i
Q K i . A
0.026537429 < 0.30
=
i
ok
Cálculo del caudal capaz de atravezar por la estratificación Q
Donde : - Volumen almacenado: Va - Tiempo de retencion: tr - Caudal maximo diario: Qmaxd
4
TRATAMIENTO Y ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
Por lo tanto las dimensiones de la caja de captación serán: b (m) = 0.4 a (m) = 0.5 H(m) = 0.8
Volumen (
)
>0.14064 mᶟ
0.160
ok
Cálculo del diámetro de salida de la tubería de conducción
Será tratado como orificio: Qmaxd = Cd * Acond .√(2gH) Donde: Cd = Coeficiente de descarga Cd = 0.7 H=carga sobre la tubería H = Va / (a*b) H = 0.70 m g = 9.81m/seg2 Qmaxd (lt/s)= 0.59 Qmaxd= 0.000586m3/seg * D 2 A cond Acond = 0.00023m2 4 D = 0.017 m D = 0.6669'' π
Qs
Øcond = 1.0''
Va
t
Q aforado
Cálculo del diametro de la tubería de desagüe o de limpieza
Va = Volumen almacenado Va (mᶟ)= 0.204 t = Tiempo de salida t (seg) = 120 Qaforado (lt/s)= 0.6446 Qaforado (mᶟ/s)= 0.0006446 Qs(mᶟ/S) =
0.0023446
Para el Ø de esta tubería lo analizaremos como orificio de pared gruesa: (Boquilla)
(
/s)
=
∗
π
* D
∗
2 ℎ
0.0023
h(m) = 0.8 C = coeficiente de gasto C (m) = 0.82 A (m²)= 0.000722 Ødesagüe (m)= 0.03031 Ødesagüe(pulg)= 1.193442637
A
2
4
Ødesagüe= 2.0''
MEGO BARRANTES, RONALD
5
TRATAMIENTO Y ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
Cálculo del diametro de la tubería de rebose
Caudal a evacuar: Q E = Q
aforomax
- Q
maxd
Qaforomax (lt/s) = 0.6446 Qmaxd (lt/s) = 0.5860 QE (lt/s) = 0.0586 Usando la ec. De continuidad: Q E = V * A
QE (mᶟ/S)= v (m/seg) = A (m²) = D (m) =
0.0000586 2 0.0000293 0.006107857
A
π
* D
2
4
D (pulg) = 0.240466816 Ørebose = 1.0" Diametro de la tubería de ventilación
Se hara con un tubo de pvc de Ø = 2", sobresaliendo 50cm y en cuyo extremo se colocara un sombrero de ventilación.
