diseño de captacion 1

MEMORIA DE CALCULO

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DISEÑO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO DIMENSIONAMIENTO A) PARA LA CAPTACION DE UN MANANTIAL DE LADERA Y CONCENTRA

Para el dimensionamiento de la captación es necesario conocer el caudal má de modo que el diámetro de los orificios de entrada a la cámara húmeda sea captar este caudal o gasto. Conocido el gasto, se puede diseñar el área de ori velocidad de entrada no muy alta y al coeficiente de contracción de los orifici Cálculo de la distancia entre el afloramiento y la cámara húmeda Es necesario conocer la velocidad de pase y la pérdida de carga sobre el orifi figura 1, aplicando la ecuacion de Bernoulli entre los puntos 0 y 1, resulta: 0 Po + ho + Vo² = P1 + h1 + V1² 2g   2g Considerando los valores de Po, Vo y h1 igual a cero, se tiene: 1 2 ho = V12 (a) 2g Donde: ho = Altura entre el afloramiento y orificio de entrada (se recomie Fig. 1: Flujo Flujo del agua agua en un orifici orificio o de par Valore Valoress de 0.4 a 0.5m.) 0.5m.) 2 V1 = Velocidad teorica en m/s. g = Aceleración de la gravedad (9.81 Mediante la ecuacion de continuidad considerando los puntos 1 y 2, se tiene: Q1 = Q2 V1 = V2 Cd x A1 x V1 A2 x V2 (b) Cd Siendo A1 = A2

Donde V2 = Velocidad de pase (se recomiendan valores o iguales a 0.6 m/s). Cd = Coeficiente de descarga en el punto 1 (s

Reemplazando el valor de V1 de la ecuación (b) en la ecuación (a), se tiene: ho = 1.56 V2² (c) 2g Para los cálculos, ho es definida como la carga necesaria sobre el orificio de e _______________________________________ __________________________________________________________ ______________________________________ ____________________________ _________ ____ PROYECTO : "CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE CASERIO SAUCEPAMPA -KAÑARIS, PROVINCIA FERREÑAFE, DEPARTAMENTO LAMBAYEQUE

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__________________ producir la velocidad de pase.

Hf

H

ho 1

2

Fig. 2: Carga disponible y pérdida de carga

H = Hf + ho

En la figura 2 se observa:

Donde Hf es la pérdida de carga que servirá para determinar la distancia entr y la caja de captación (L).

Hf = H - ho Hf = 0.30 x L L = Hf / 0.30

(d) (e)

DATOS : Se tiene el manantial de ladera cuyo rendimiento es el siguiente: Caudal de la fuente 0.12 l/s. Consumo máximo dia 0.29l/s. 1.- CALCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL PUNTO DE AFLORAMIENTO Y

De la ecuación ( C) el valor de la velocidad (V) es: 1/2

V = 2gh 1.56 asumido h= 0.40m. Y considerando la aceleración de la gravedad g=9.81 m/s2 V = (2x 9.81) (0.40) 1.56 ______________________________________________________________________________________ ____ PROYECTO : "CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE CASERIO SAUCEPAMPA -KAÑARIS, PROVINCIA FERREÑAFE, DEPARTAMENTO LAMBAYEQUE

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__________________ V= 2.24 m/s. Pero la velocidad maxima recomendada es 0.6 m/s. Se asume para el diseño 0.5 m/s. Mediante la ecuación ( c ) y la velocidad de 0.5 m/s. se determina la pérdida orificio. ho = 1.56 V2² 2g ho = 1.56 (0.5)2 ho = 0.020 m. 2(9.81)

Hf = H - ho Hf = 0.40 - 0.02 Hf = 0.38 m. L = Hf / 0.30 L = 0.38 / 0.30 L = 1. m. 2.- CALCULO DEL ANCHO DE LA PANTALLA (b)

2.1 .- Calculo del diametro de la tubería de entrada (D) A= Q máx Cd x V

0.12 l/s 0.8 * 0.50 m/s

A= 0 A= .03 x 10-3m2 D = 4 A 1/2 π D = 1.95 D= 1 "

0.020

m.

cm.

2.2 .- Calculo del número de orificios (NA) 2 NA = D (1 1/2") + 1 D 2 (1 1/2") NA = ( 1.95 cm)1 ( 2.54 cm)2 NA = 3.80 / 6.45 + 1 NA = 1.59 NA = 2 ______________________________________________________________________________________ ____ PROYECTO : "CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE CASERIO SAUCEPAMPA -KAÑARIS, PROVINCIA FERREÑAFE, DEPARTAMENTO LAMBAYEQUE

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2.3 .- Calculo del ancho de la pantalla (b) Conocido el diámetro del orificio (D) de 1" y el numero de agujeros (NA) igual de la pantalla (b) se determina mediante la ecuación: b = 2 (6D) + NA D + 3D (NA - 1) b= 17 pulg. b = 43.18 cm. asume 0.50m.

3.- CALCULO DE LA ALTURA DE LA CAMARA HUMEDA (Ht)

Donde : B= D= E= alculo de H:

Ht = A + B + H + D + E 10 cm. 2.54 cm. (1 ") 3 cm. 30 cm. H = 1.56 V2² 2g

Donde :

H = 1.56 Q2 md 2g A2

Q md = Gasto máximo diario en m3/s (0.00029) A = Area de la tubería de salida en m 2 g = Aceleración gravitacional (9.81 m/s2) H = 0.00029)2 (2*9.81)(0.0005067)2

H= 0.03 m. H= 2.6 cm. Pero la altura mínima H= 30cm. Reemplazando los valores identificados, la altura total es: Ht = A + B + H + D + E Ht = 10 + 2.54 + 30 + 3 + 30 Ht = 75.54 m. Se considera una altura de H= 0.90 m. 4.- DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA

El diámetro de la tubería de salida a la linea de conducción (Dc) es de 1 ". Par ______________________________________________________________________________________ ____ PROYECTO : "CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE CASERIO SAUCEPAMPA -KAÑARIS, PROVINCIA FERREÑAFE, DEPARTAMENTO LAMBAYEQUE

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__________________ estima que el diámetro de la canastilla debe ser 2 veces el "Dc" por consiguie D canastil 2 x 1" = D canastil 2" Se recomienda que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor L = 3 x 1 = 7.62 cm. L = 6 x 1 = 15.24 cm. L asumido = 15 cm. Ancho de la ranura = 5 mm. Largo de la ranura = 7 mm.

5.- REBOSE Y LIMPIEZA

El rebose se instala directamente a la tubería de limpia y para realizar la limpi agua de la camara húmeda, se levanta la tubería de rebose. La tubería de reb el mismo diametro y se calculan mediante la ecuación: Donde: D = Diámetro en pulg. D = 0.71 x Q 0.38l/s) Q = Gasto máximo de la fuente (0.12 hf = Pérdida de carga unitaria (0.015 m/m) hf 0.21

D = 0.71 x 0.12 0.38 hf 0.21

D = 0.766 D= 1 Cono de rebose de 1 " x 2"

pulg. pulg.

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B) PARA LA CAPTACION DE UN MANANTIAL DE FONDO Y CONCENTRA

El ancho de la pantalla se determina en base a las características propias del quedando definido con la condición que pueda captar la totalidad del agua qu subsuelo. Para determinar la altura total de la cámara húmeda (Ht) se consideran los el identificados, las cuales se muestran en la figura. 1.- CALCULO DE LA ALTURA DE LA CAMARA HUMEDA (Ht)

1.1 .- Calculo del diametro de la tubería de entrada (D) A= Q máx Cd x V

0.19 l/s 0.8 * 0.50 m/s

A= 0 A= .475 x 10-m2 ______________________________________________________________________________________ ____ PROYECTO : "CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE CASERIO SAUCEPAMPA -KAÑARIS, PROVINCIA FERREÑAFE, DEPARTAMENTO LAMBAYEQUE

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D = 4 A 1/2 π D = 2.46 cm. D = 1 1/2 " Donde : B= C= E= alculo de H:

0.025

Ht = A + B + C + H + E 20 cm. 10 cm. 2.54 cm. 1" 30 cm. H = 1.56 V2² 2g

Donde :

m.

H = 1.56 Q2 md 2g A2

Q md = Gasto máximo diario en m3/s (0.00029) A = Area de la tubería de salida en m 2 g = Aceleración gravitacional (9.81 m/s2) H = 0.00029)2 (2*9.81)(0.001140)2

(c)

H= 0.01 m. H = 0.5144 cm. Pero la altura mínima H= 30cm. Reemplazando los valores identificados, la altura total es: Ht = A + B + C + H + E Ht = 20 + 10 + 2.54 + 30 + 30 Ht = 92.54 m. Se considera una altura de H= 1.00 m. 2.- DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA

El diámetro de la tubería de salida a la linea de conducción (Dc) es de 1.5 ". P estima que el diámetro de la canastilla debe ser 2 veces el "Dc" por consiguie D canastil x 1.5" = D canastil 3" Se recomienda que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor L = 3 x 1.5 = 11.43 cm. L = 6 x 1.5 = 22.86 cm. L asumido = 20 cm. Ancho de la ranura = 5 mm. Largo de la ranura = 7 mm. ______________________________________________________________________________________ ____ PROYECTO : "CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE CASERIO SAUCEPAMPA -KAÑARIS, PROVINCIA FERREÑAFE, DEPARTAMENTO LAMBAYEQUE

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3.- REBOSE Y LIMPIEZA

El rebose se instala directamente a la tubería de limpia y para realizar la limpi agua de la camara húmeda, se levanta la tubería de rebose. La tubería de reb el mismo diametro y se calculan mediante la ecuación: Donde: D = 0.71 x D = Diámetro en pulg. Q = Gasto máximo de la fuente (0.19 l/s)Q 0.38 hf = Pérdida de carga unitaria para limpia (0.015 hf m/m) 0.21 Pérdida de carga unitaria para rebose (0.020 m/m)

Limpia

D = 0.71 x 0.19 0.38 hf 0.21

D= D=

0.912 1

pulg. pulg.

Rebose D= D=

0.859 1

pulg. pulg.

En ambos casos se toma el diametro de 1"


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DO

imo de la fuente, suficiente para ficio en base a una s. io de salida. En la

, P1

el ndan

m/s2

menores e asume 0.8).

ntrada que permite ______________________________________________________________________________________ ____ PROYECTO : "CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE CASERIO SAUCEPAMPA -KAÑARIS, PROVINCIA FERREÑAFE, DEPARTAMENTO LAMBAYEQUE

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el afloramiento

LA CAMARA HUMEDA (L)


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de carga en el


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a 2, el ancho

a el diseño se ______________________________________________________________________________________ ____ PROYECTO : "CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE CASERIO SAUCEPAMPA -KAÑARIS, PROVINCIA FERREÑAFE, DEPARTAMENTO LAMBAYEQUE

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__________________ nte:

6 Dc

ieza y evacuar el ose y limpia tienen


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O

afloramiento, e aflore del ementos


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ieza y evacuar el ose y limpia tienen


diseño de captacion 1

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