Diseño de desarenador Alexis Lopez y Darwin Pinzón

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja  TITULACIÓN DE INGENIERIA CIVIL HIDRAULICA I

DISEÑO DE DESARENADOR Esquema

TABLA DE DATOS Caudal normal (Q) = Tamaño de las particulas a depositarse Dimensiones del canal que llega al desarenador Pendiente para caída de fondo tanque de sección trapezoidal con pendiente de sus paredes = 1.- Determinar la velocidad velocidad del agua en el desarenador desarenador Mediante tabla de Camp

Ancho (b) = Calado (d)=

2. Cálculo Cálculo de la velocid velocidad ad de caida caida de de las partícula partículass (w) Tabla de Arkhangelski d (mm) w (cm/s) 0 .0 5 0 .1 0 0 .1 5 0 .2 0 0 .2 5 0 .3 0 0 .3 5 0 .4 0 0 .4 5 0 .5 0 0 .5 5 0 .6 0 0 .7 0 0 .8 0 1 .0 0 2 .0 0 3 .0 0 5 .0 0

0 .1 8 0 .6 9 1 .5 6 2 .1 6 2 .7 0 3 .2 4 3 .7 8 4 .3 2 4 .8 6 5 .4 0 5 .9 4 6 .4 8 7 .3 2 8 .0 7 9 .4 4 15.29 19.25 24.90

w= w=

5.4 cm/s 0.054 m/s

3. Dimensiones Dimensiones del tanqu tanque e Por continuidad

A=

2

2.500 h

A=

9.96

h=

2.00

b=

4.00

4. Cálculo Cálculo de la longitud activa activa del desarenador desarenador (L)

L=

K=

1.2

5. Cálculo de la longitud de la transición de entrada al desarenador desarenador

Lt =

10. 10.14 m

Lv = b=

1 2 .4 0 m

6. Cálculo Cálculo del del vertedero vertedero del desarenad desarenador or

M= Ho=

2 0 .2 5

7. Cálculo del ángulo (α) y radio (R)

El Ángulo (α) (α) es

α=

61 °

61 PARAR TANTEO

1.064651

R=

11.65

8. Cálculo de la proyección longitudinal del del vertedero L1 =

10.19

9. Cálculo de la longitud final (L T) del desarenador LT=

35. 35.24 m

L=

1 1 .2 9 m

ΔZ=

0 .7 5 m

L=

2 5 .1 0 m

10. Cálculo Cálculo de la caída caída de Fondo Fondo

11. Cálculo de la profundidad profundidad del desarenador desarenador frente a la compuerta de lavado (H) H=

2 .7 5 m

c arga de agua desde la superficie hasta el fondo del desarenador (hc 13. Cálculo de la altura de carga hc =

3 .0 0 m

14. Cálculo de las dimensiones dimensiones de la compuerta de lavado ancho altura

Q= b= a= Cd =

3.10 1.50 1 0.6

Carga sobre el orificio

3/

m s m m m

h=

Q=

6.30 m3/s

Correcto

15. Cálculo Cálculo de la velocidad velocidad de salida salida de la purga

V=

4.20152 m/s

Correcto

15. Transición Transición de salida salida del desarenador desarenador

L=

1 0 .1 4 m

Curvatura de la transición

Curva 1 x= y=

Curva 2 1.5 m 6.5 m

x= y=

0.83 4.35

R= Y= x 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

1 4 .8 3 m 6.5 m y 1 .7 2 2 .4 3 2 .9 7 3 .4 2 3 .8 2 4 .1 8 4 .5 0 4 .8 1 5 .0 9 5 .3 5 5 .6 1 5 .8 4 6 .0 7 6 .2 9 6 .5 0

R= Y=

11.81 4.35

x 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 .8 3

y 1.53 2.16 2.65 3.05 3.40 3.72 4.01 4.27 4.35

3.10 0.50 1.50 1.20 3.0 50.0

a= V= V=

3

m /s mm m m % %

44 31.1 31.1 cm/s cm/s 0.31 0.31 m/s m/s

2

m m

longitud de pared a pared en la parte superior del tanque (L)

6.00

1 .0 0 m

m

h=

2.00

b=

13.80 3.80 m

longitud del vertedero

61 °

m

m

4.00 m

2 .5 0 m

longitud mínima

m m

m m

m

m

Población de diseño (p) = Factor de mayoración de caudal K1 = Dotación per cápita (d) = Diámetro de partícula a remover = Porcentaje a sedimentar = Condición de los depósitos = Temperatura del agua =

18000 1.2 200 0.005 87.5

hab

1

gf/cm3

Cm =

41.6666667

l/s

K1 =

1.2

MD = Q MD

50

Cota de aguas máximas en la cámara de derivación =

Cota de aguas normales en el desarenador = Longitud de línea de aducción = Espesor de la linea de aduccion = Tipo de material de la linea l inea de aduccion = Diámetro de la línea de aducción = Peso especifico de las partículas ( p s) = Peso especifico del liquido  p =

L/hab-día cm % muy bueno deflectores 18 °C 1452.33 msnm 1447.32 msnm 60 m 0.15 mm PVC 6 pulg 2.65 gf/cm3

1. Parámetros de diseño 1.1 El caudal de diseño

0.05

l/s m3/s

0.005

cm

1.2 Diámetro de la partícula a remover d=

0.05

mm

18

°C

1.3 Porcentaje a sedimentar 87.5

%

1.4 Condiciones de los depósitos muy bueno deflectores

1.5 Temperatura del agua T=

2. Velocidad de sedimentación dada por Stokes

 μ 10 ° C=

0.0131

 μ 18 ° C=

0.01056247

Vs = Aplicando la tabla para

Vs10° C =

Para T

Vs =

=

0.213

cm/s

0.3

cm/s

18

°C

0.373

cm/s

Se tomara un valor promedio para la velocidad de sedimentación

Vs = Vs =

3. Profundidad útil se asume una H de

cm/s 2 2.93 m/s o L/s-m

0.293

H=

1.5 150

m cm

512

s

4. Tiempo de caída de la partícula

t=

5. Calculo del tiempo de retención ondiciones Porcentaje d

muy bueno deflectores

%

87.5

De la tabla 2 a/t =

2.37

Entonces tiempo de

a=

1213.44

s

C =

60.672

m3

40.45

m2

17.0648464

m2

6. Capacidad del desarenador

7. Área del desarenador visto en planta

A= 8. Verificamos el área disponible con el área requerida

Ar = Condición

A > Ar

Cumple

9. Dimensiones de la zona de sedimentación

b=

3.2

m

L=

12.8

m

10. Calculo del vertedero vertedero de exceso en función del caudal caudal derivado en la obra de toma.

Cálculo del caudal en la aducción en - Williams

Caudal mayor

Q=

0.07242932 72.43

D= S= L de aduccion aduccion = C=

3

m /s l/s

0.1524 0.0835 60 140

m m/m m

Q=

0.06520503 65.21

m3/s l/s

K=

19.639

rcy-Weisbach

Caudal menor

100 para tubo 140 para tubo 128 para tubo 150 para tubo

 f  =

0.01954015

Espesor de la t

D= e=

Variacion de alt

Δy =

0.1524 0.00015 5.01 60

L=

m m m m

Se disenara el vertedero de exceso para el mayor caudal. Para ella se utiliza la formula de Francis

si se asume H= C= L=

0.15 1.84 0.7

m

0.2

m/s

0.25

m2

0.01

m2

m

11. Diseño de la pantalla deflectora 11.1 Velocidad de paso a traves de los l os orificios V= 11.2 Area efectiva de los orificios Ae = 11.3 Se asume el area de los orificios

a0 = 11.4 El numero de orificios sera N=

25

orificios

12. Diseño del vertedero de salida (formula de Francis)

H=

0.04

m

L=

3.2

m

(asumida)

C= Q=

1.84 0.05

m3/s

3.2

m

13. Diseño de la zona de entrada a de entrada b/3 < ancho < b/2 b = b/3 = b/2 =

1.06666667 1.6

ancho =

1.4

m

0.7

m

X=

0.11

m

Y=

-1.4837625

m

Largo = L de vertedero de excesos Largo =

14. Diseño de la zona de salida

Vo =

0.2

m/s

t=

0.55

s

ϴ=

0

°

C s de hierro fundido. s de PVC. s de fibrocemento. s de polietileno de alta densidad.

0.01