agua potable y alcantarillado meteorica,superficial y subterranea
Descripción: captación
Descripción: Todo tipo de obras de captcion
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captacionDescripción completa
Diseño de CaptacionDescripción completa
Trabajo de captacion de aguas atmosfericas por distintos metodos para solucion de saneamiento abastecimiento de agua para el consumo.
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partes de una captacion de agua potable
CAUDAL DE DISEÑO
Q dis 1 =
0.004
Perdidas que se generán: tenemos: por aplicación
Qperdido
m³/seg
5%
0 m3/s 2
1
AxR 3 xS 2 Q= Qdem. Neta = n Q diseño =
0.0042
0.004
m³/seg
ECUACIÓN DE EQUILIBRIO Se tendra: Q río(mín) = Q ra =
m³/seg m³/seg
0.43 0.20
Q diseño = Q pa =
m³/seg m³/seg
0.004 0.14
Qdis = caudal de diseño Qpa = caudal de preservación ambiental Qra = caudal de requerimiento aguas abajo
Q d is = 0 .0 0 42 m 3 /s eBgA R R A J E
donde :
Qpa = (1/3)*Qrío
B A R R A J E F IJ O A ZU T
0.35 m³/seg < 0.43 Por lo que se optará por una barraje de derivación debido a que el tirante normal es menor que al tirante mínimo de derivación (0.4m) Conclusión: La estructura de captación se tratará de un barraje . Que luego se analizará si se trata de una toma directa o de una toma mixta.
DISEÑO DE CAPTACION DATOS DE DISEÑO: como el tirante mín. en zona de captacion resultó :
Ymín = 0.15 m
Se tiene en en cuenta que el tirante mínimo para una toma directa es mayor de 0,40 m y nuestro tirante mínimo es de 0.15 m Q d is = 0 .0 0 4 2 m 3 /s e g Por lo que optamos por una toma con barraje mixto DIMENSIONAMIENTO DE LA VENTANA DE CAPTACION
Q rio = 0 .4 3 m 3 /s e g
Dimensionamiento del angulo de derivación
α =cos
−1
V
r
donde:
Ve
α=25. 8=26O
por lo que :
α=26 o θ =64 o π=75 o asumido β=0 o asumido
consideramos : Vr = 0.9 Ve = velocidad de ingreso se recomienda (Ve = 1m/s)
θ =90O −26O =64O
Altura de la ventana de capatación Mediante la formula de orificio ahogado:
h= Donde:
Q C . N . Ln
2 /3
Q : Caudal de derivación (Qd) 0.0042 C : Para el perfil Creager este valor será C = h: Altura de la ventana de captacion en mt. N: número de ventas N= 1 Ln: Ancho de la ventana de captación Ln =
m3/seg 1.5
h=
0.384 m
recalculamos: Qcorreg.- Qd =
0.04 Qcorreg. = 0.240
mt. Consideramos : h = 0.24
M O V IL
Q a a = 0 .20 m 3 /s e g Q rio = 0 .43 m 3/s eg
< Qrío
Q dis + Q aa + Q pa
V E N TA N A D E C A P TA C IO N
0.35
m3/seg (caudal que entra por la ventana)
m3/s , (caudal para el canal desripeador o desarenador)
Q p a = 0 .1 4 m 3/s e g
DISEÑO DE REJILLAS: PERDIDA DE CARGA POR LAS REJILLAS Mediante la formula: he
Donde: h e : Perdida de carga en pulgadas en la ventana de captación. Ø : Espesor de la platina (rejilla) en pulgadas 1/4" V : Velocidad de ingreso a traves de la rejilla en (pies/seg). Se recomienda 1 m /seg = 3.28 Pies / seg Ω : Angulo de rejilla con la horizontal. π =75o α : Angulo de aproximación. e : Separación entre ejes de cada platina.Se recomienda e = 2"
he =1.32.
Qdiseño=0.0042m3/s
Pulg
1/4∗3.281 15/8 . sen75o . sec26 2
he =0.63 pulg =.
0.016
mt
Altura total de la ventana de captación (ht):
ht = 0.016 + 0.384 = 0.40 m ht = 0.40 m
Ancho corregido de la ventana de captación Número de rejillas (Nr)
Nr=
Ln −1 e
donde:
Nr=
0.5 −1 0 .0508
Nr =
Ln = Ancho de la ventana asumida inicialmente = e = espaciamiento entre rejillas (mt) = 2" =
5.89
Nrcorreg=
0.05
0.35 mt
Como el ángulo de dirección frontal es diferente de cero ,utilizamos :
b=
6
L φ . Nr cosθ
donde: b = ancho corregido de ventana (mts) L = ancho asumida inicialmente
θ = ángulode desviaciónfrontal
Ø = diámetro de rejillas (mts)
Ø = 1/4" =
reemplazando valores se tiene:
0.01
mt
b = 0.930582 b = 1.00m
cálculo de la carga hidraulica en estiaje hv =
2 /3
Q c .b
donde : C=2.21 b=7 m Q = Qmin - Qdiseño hv = 0.12 m
cálculo de la carga hidraulica en avenidas (hv)
hv =
2 /3
Q c .b
donde : C=2.21 b=7 m Q = Qmáx - Qdiseño hv = 0.4 m altura de barraje = 0.6+0.4 1.00 m DISEÑO DE LA COMPUERTA DE LIMPIA: caudal de diseño para el área de compuerta Lo ideal es que todo el caudal que pasa por encima del barraje se desfogue por la compuerta movil Q pasa por compuerta = Qmáx - Qdis. = 2.72 m3/seg Hc = 0.85 A = Q C = 0.6 C.√ 2 . g . Hc g = 9.81 m/s2 Area = 1.1101 Optamos una compuerta de: Tipo A3 - P h ( compuerta ) = L (compuerta ) = A (área compuerta ) =
Q d is = 0 .0 0 4 3 m 3 /s e g
1.20 0.85 1.02
Número de compuertas =
1.0883
ancho del rio = ancho total de las compuertas = ancho restante =
7 0.92508 6.07
Q (pasa por el azud) =
2.50
Q a ve = 2.7 2 m 3 /s e g
m2
m3/seg
CARGA SOBRE EL PERFIL CREAGER: Del grafico tenemos :
Qdis=0.0042m 3/seg
Qav e=2.7 2m 3/seg
Debemos calcular el Hd mediante la siguiente formula: Q = Donde: μ b v Q Hd
2 .( μ . b . √ 2 . g ) .[ ( Hd . V² )^(3/2) - ( V² )^(3/2) ] 3 2. g 2.g
: 0,75 para perfil creager : Ancho del vertedero. : Velocidad de acercamiento del río : Caudal que pasa por encima del perfil creager. : Altura de la carga hidraulica.
Reemplazando valores tenemos: μ = b = v = Q =
0.75 5.3 0.13 2.50
adimensional m m/seg m3/s Con la sgte. Formula resulta igual: Hd =
Relación
0.37
h Hd
=
1.00 0.37
h Hd
=
2.73
m
>1.33
(menor que 5)
Q C.b
Q= C= b=
2.50 2.21 5.3
m3/seg
Hd =
0.36
m
Se debe de considerar la carga de elevación por velocidad: He = He
Hd + V² /2.g =
1.00
m
TRAZO DEL PERFIL HIDRODINAMICO DISEÑO DE LAS COORDENADAS DEL PERFIL: Altura del azud = 1.00 m Para una altura unitaria del azud tenemos la siguiente Coordenadas: y 0.000 0.007 0.025 0.053 0.090 0.135 0.190 0.252 0.323 0.401 0.488 0.683 0.909 1.032 1.301 1.446 1.758 2.097 2.463 2.856 3.276
DISEÑO DEL RESALTO O COLCHON DISIPADOR: Las formulas a usar son las siguientes:
h1
=
h2
Qu V
=
dn+r
dn = tirante normal del rio = 0.23m r = entre 0.5 y1.0 m (r=0.85)
Donde: Qu : Caudal de agua sobre el azud por metro lineal. h1 : Profundidad o espesor de la lamina al pie del azud. h2 : profundidad aguas abajo.
Qdis=0.0 0 42m 3/se g En rocad od edisipacióndeen ergia
Qav e=2 .7 2m 3 /seg
Suponiendo un ∆h = Qu = Calculamos V1 = Luego hallamos el caudal= Tendremos como alt.final = Finalmente calculamos la longitud con
1.20 0.41 4.85 0.41 1.20 :
m m3/s/m m/seg m3/s/m m
L = 2.76 m UTILIZAREMOS L=3.00m
L =
h1=
0.08
m
h2=
0.64
m
5 ( h2 - h1 )
: longitud del colchon disipador
ESPESOR DEL COLCHON DISIPADOR: Por formula sabemos que: e Ademas : Donde :
h
=
= ( 4 / 3 ) . ( h / ( SGs-1 ))
∆h - hf
hf = ∆h ( Sp / St )
e : Espesor del colchon , míninmo de: 0.9 m SGs : Gravedad especifica del suelo 1.8 Sp : Camino de percolación parcial St : Camino de percolación total h : Diferencia de presión hidrostatica , en la junta de construcción. h f : Valor de subpresión en la junta de construcción
Qdis=0.0 0 42m 3/se g En rocad od edisipacióndeen ergia
Qav e=2 .7 2m 3 /seg
X + L =
4.26
m
X+L= 4.00m
Tendremos: Sp = 4.50 m St = 5.76 m hf = 0.94 m h = 0.26 m Finalmente tendremos como espesor del colchon disipador (e) : e = 0.44 m UTILIZAREMOS e=0.50 ENROCADO DE PROTECCION O ESCOLLERIA (RIP-RAP): Se tiene la siguiente formula:
L s =1. 25.C . D1 /2 . 1 .12. q. Donde :
Db D1
1/2
−1
C : Coeficiente de BLIGH C = 4.6 Para arenas y gravas Db : Altura comprendida entre la cota de extremo aguas abajo del colchon disipador y la cota de la cresta del barraje vertedero. D1 : Altura comprendida entre el nivel de agua en el extremo aguas abajo del colchon disipador y la cota de la cresta del barraje vertedero en m Qu : Caudal unitario
Qdis=0.0 0 42m 3/se g En rocad od edisipacióndeen ergia
Qav e=2 .7 2m 3 /seg
D1 Db
= =
0.65 0.34
m m
Finalmente se tendra la longitud de escollera de : Ls = 1.4865 m Ls = 1.50m