CAPTACION DE MANANTIAL DE LADERA de acuerdo a la demanda tenemos que :
Caudal promedio Caudal maximo diario Caudal maximo horario
Tenemos dos captaciones K de diseño
Caudal de diseño total
caudal diseño captacion
Pumahuaycco
0.565
4.990
2.819
Tintinchayocc
0.435
4.990
2.171
total 4.99 k de diseño: es la proporcion de las dos captaciones en razon del c CAPTACION :
PUMAHUAYCCO
DEMANDA :
2.82 L/s.
1.00 DISEÑO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO A
CALCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFLORAMIENTO Y LA CAMARA HUMEDA
Según la ecuacion e Bernoulli según la figura 1.1. entre los puntos 0 y 1
Po
2
h0
2
V0 P V 1 h1 1 2g 2g
considerando los valores de Po, Vo, P1 y h1 igual a cero, se tiene : 2
V h0 1 2g
(1).
V1=
donde: ho = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomienda valores de 0.40 a 0.50m.) V1 = Velocidad Teorica en m/s. g = Aceleracion de la gravedad (9.81 m/s2)
3.13
Mediante la ecuacion de continuidad considerando los puntos 1 y 2, se tiene:
Q1 Q2 Cd x A1 x V1 = A2 x V2 Siendo A1 = A2
V1
V2 Cd
(2).
Donde: V2 = Velocidad de pase (se recomienda valores menores o iguales a 0.6 m/s.) Cd = Coeficiente de descarga en el punto 1 (se asume 0.8). Reemplazando el valor de V1 de la ecuacion (2) en la ecuacion (1), se tiene : 2
V V2 h0 1.5 6 2 1.5 6 Cd 2g
ho = es definida como la carga necesaria sobre el orificio de entrada que permite producir la velocidad de pas En la figura 1.2 se observa: H = Hf + ho
Donde Hf es la perdida de carga que servira para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captacion (L)
Hf = H - ho Hf = 0.30 x L
VALOR
H
0.03 m 0.37 m 0.40 m
L
1.23 m
ho
Hf L = Hf / 0.30
B
UNID.
ANCHO DE LA PANTALLA (b)
para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el diametro y el nume el agua desde la zona de afloramiento hacia la camara humeda. Para el calculo del (D), se utilizan las siguientes ecuaciones.
Qmax = V x A x Cd Qmax = A x Cd x (2 gh)(1/2) donde: Q max = Gasto Maximo de la fuente en l/s. V = Velocidad de paso (se asume 0.50 m/s. siendo que el valor maximo recomenda A = Area de la tuberia en m2 Cd = Coeficiente de descarga (0.60 a 0.80) G = Aceleracion de la gravedad (9.81 s/s2) h = Carga sobre el centro del orificio (m). El valor de A resulta:
Q max A CdxV
D2 4
considerando la carga sobre el centro del orificio el valor de A serà:
Q max D 2 A 1/ 2 4 Cd 2 gh El valor de D sera definido mediante:
D
4A
Numero de orificios: se recomienda usar diametros (D) menores o iguales de 2". Si necesario aumentar el numero de orificios (NA), siendo=
NA
N A
Areadeldiametrocalculado 1 Areadeldiametroasumido
D1 D2
2
1
diametro del orificio asumido (pulg)=
NA =
4 =
2.00
4.00
una sola fila PODEMOS DISEÑAR EN DOS FILAS DE ORIFICIOS
para el calculo del ancho de pantalla, se asume que para una buena distribucion de ubicar como se muestra en la figura 1.3. siendo: d = el el diametro de la tuberia de entrada b = el ancho de pantalla
conocido el numero de orificios y el diametro de la tuberia de entrada, se calcula mediante la siguiente ecuacion:
b = 2(6D)+NA(D)+3D(NA1) b = 9D + 4 NA(D)
b =
siendo: NA= Numero de orificios d = el el diametro de la tuberia de entrada b = el ancho de pantalla
C
1.27 OK
SI ES EXCESIVO DISEÑA EN DOS
ALTURA DE LA CAMARA HUMEDA
En base a los elementos identificados de la figura 1.4. la altura total de la cam siguiente ecuacion:
Ht = A + B + H + D + E
Ht =
1.03
A
0.30
B (diametro de salida a reservorio) H D E
3.00 0.30 0.05 0.30
Donde:
A = se considera una altura minima de 10 cm. Que permite la sedimentacion de la B = Se considera el diametro de salida. H = Altura de Agua sobre la canastilla
D = Desnivel Minimo entre el nivel de ingreso del agua de afloramiento y el la camara humeda (minimo 5 Cm). E = Borde Libre (minimo 30 cm)
Para determinar la altura de la captacion, es necesario conocer la carga requerida captacion pueda fluir por la tuberia de conduccion. la carga requerida es determinada mediante la ecuacion:
V2 H 1.5 6 2g
calculado
Hcalculado=
0.020
recomendado
H= 0.30 Donde: H = Carga Requerida en m. V = Velocidad promedio en la salida de la tuberia de la linea de conduccion en m/s. G = Aceleracion de la gravedad 9.81 m/s2 se recomienda una altura minimo de H=30cm.
D
DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA el diametro de la canastilla debe ser 2 veces el diametro de la tuberia de salida Dc = diametro de la tuberia de linea de conduccion At = area total de ranuras Ac = area de la tuberia de linea de conduccion L = longitud de la canastilla D cn =diametrode la canastilla
At = 2 Ac Donde =
D
4
Ac
Dc
2 c
At Ac Nº ranuras area de cada ra
.T o t a.ld e.R a n u r a s A rea 1 A rea d eR an ra u
L
N º ranuras
TUBERIA DE REBOSE Y LIMPIA se recomienda pendientes de 1 a 1.5 % considerando caudal maximo se determina el diametro mediante la ecuacion de Hazen y Williams para (C=140)
D
8 0.7 1 Q 0.3 1 S 0.2
Donde: D = Diametro en pulgadas Q = Gasto Maximo de la Fuente en lps. S = Perdida de Carga unitaria en m/m
D calculado =
D considerado =
2.00 Plg 6.00 Plg
IAL DE LADERA Y CONCENTRADO
l promedio l maximo diario l maximo horario
Qp = Qmd = Qmh =
2.77 3.60 4.99
nes en razon del caudal final de demanda
M/S
lt/sg lt/sg lt/sg
VALOR V1 g V2 Cd
ho
UNID. 0.63 m/s. 9.81 m/s2 0.50 m/s 0.80 0.03 m
producir la velocidad de pase.
el diametro y el numero de orificios que permitan fluir a. Para el calculo del diametro de la tuberia de entrada guientes ecuaciones.
valor maximo recomendado de 0.60 m/s)
VALOR D Qmax V A
UNID. 0.09473 m 2.82 l/s. 0.50 m/s 0.01 m2
Cd g h
0.80 entre(0.6 a 0.8) 9.81 m/s2 0.37 m
de A serà: D = RECOMENDADO COMO MAXIMO ES 2" , ES DECIR
Do=
0.0508
M
s o iguales de 2". Si Obtubieran diametros mayores, sera
und
buena distribucion del agua los orificios se deben
de entrada, se calcula el ancho de la pantalla (b)
mt
CONSIDERAMOS
1.30 mt.
XCESIVO DISEÑA EN DOS FILAS DE ORIFICIOS
altura total de la camara humeda se calcula mediante la cuacion:
m
1.10 mt consideramos por tener una fila
pulg m m m
a sedimentacion de la arena.
afloramiento y el nivel de agua de
cer la carga requerida para que el gasto de salida de la
m
m
a de conduccion en
la tuberia de salida
6.00 Plg 0.00912 m2 0.00456 m2 261.59 m 0.000035 m2
0.30 m
CAPTACION DE MANANTIAL DE LAD de acuerdo a la demanda tenemos que :
Caudal promedio Caudal maximo diario Caudal maximo horario
Tenemos dos captaciones K de diseño
Caudal de diseño total
caudal diseño captacion
Pumahuaycco
0.565
4.990
2.819
Tintinchayocc
0.435
4.990
2.171
total 4.99 k de diseño: es la proporcion de las dos captaciones en razon del
CAPTACION :
Tintinchayocc
DEMANDA :
2.17 L/s.
1.00 DISEÑO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO A
CALCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFLORAMIENTO Y LA CAMARA HUMEDA
Según la ecuacion e Bernoulli según la figura 1.1. entre los puntos 0 y 1 2
Po
2
V P V h0 0 1 h1 1 2g 2g
considerando los valores de Po, Vo, P1 y h1 igual a cero, se tiene : 2
V h0 1 2g
(1).
V1=
donde: ho = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomienda valores de 0.40 a 0.50m.) V1 = Velocidad Teorica en m/s.
3.13
g = Aceleracion de la gravedad (9.81 m/s2) Mediante la ecuacion de continuidad considerando los puntos 1 y 2, se tiene:
Q1 Q2 Cd x A1 x V1 = A2 x V2 Siendo A1 = A2
V1
V2 Cd
(2).
Donde: V2 = Velocidad de pase (se recomienda valores menores o iguales a 0.6 m/s.) Cd = Coeficiente de descarga en el punto 1 (se asume 0.8). Reemplazando el valor de V1 de la ecuacion (2) en la ecuacion (1), se tiene : 2
V V2 h0 1.5 6 2 1.5 6 Cd 2g
ho = es definida como la carga necesaria sobre el orificio de entrada que permite producir la velocidad de p En la figura 1.2 se observa: H = Hf + ho
Donde Hf es la perdida de carga que servira para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captacion (L) Hf = H - ho Hf = 0.30 x L
VALOR
H
0.03 m 0.37 m 0.40 m
L
1.23 m
ho
Hf L = Hf / 0.30
UNID.
B
ANCHO DE LA PANTALLA (b)
para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el diametro y el agua desde la zona de afloramiento hacia la camara humeda. Para el calculo del utilizan las siguientes ecuaciones.
Qmax = V x A x Cd Qmax = A x Cd x (2 gh)(1/2) donde: Q max = Gasto Maximo de la fuente en l/s. V = Velocidad de paso (se asume 0.50 m/s. siendo que el valor maximo recomen A = Area de la tuberia en m2 Cd = Coeficiente de descarga (0.60 a 0.80) G = Aceleracion de la gravedad (9.81 s/s2) h = Carga sobre el centro del orificio (m). El valor de A resulta:
Q max A CdxV
D2 4
considerando la carga sobre el centro del orificio el valor de A serà:
Q max D 2 A 1/ 2 4 Cd 2 gh El valor de D sera definido mediante:
D
4A
Numero de orificios: se recomienda usar diametros (D) menores o iguales de 2". necesario aumentar el numero de orificios (NA), siendo=
NA
N A
Areadeldiametrocalculado 1 Areadeldiametroasumido
D1 D2
2
1
N A
D1 D2
2
1
diametro del orificio asumido (pulg)=
NA =
2.00
4 =
4.00
una sola fila PODEMOS DISEÑAR EN DOS FILAS DE ORIFICIOS
para el calculo del ancho de pantalla, se asume que para una buena distribucion se muestra en la figura 1.3. siendo: d = el el diametro de la tuberia de entrada b = el ancho de pantalla
conocido el numero de orificios y el diametro de la tuberia de entrada, se calcu siguiente ecuacion:
b = 2(6D)+NA(D)+3D(NA1) b = 9D + 4 NA(D)
b =
siendo: NA= Numero de orificios d = el el diametro de la tuberia de entrada b = el ancho de pantalla C
1.27 OK
SI ES EXCESIVO DISEÑA EN DO
ALTURA DE LA CAMARA HUMEDA
En base a los elementos identificados de la figura 1.4. la altura total de l siguiente ecuacion:
Ht = A + B + H + D + E
Ht =
1.03
A
0.30
B (diametro de salida a reservorio) H D E
3.00 0.30 0.05 0.30
Donde:
A = se considera una altura minima de 10 cm. Que permite la sedimentacion de l B = Se considera el diametro de salida. H = Altura de Agua sobre la canastilla
D = Desnivel Minimo entre el nivel de ingreso del agua de afloramiento y el camara humeda (minimo 5 Cm). E = Borde Libre (minimo 30 cm)
Para determinar la altura de la captacion, es necesario conocer la carga requeri captacion pueda fluir por la tuberia de conduccion. la carga requerida es determinada mediante la ecuacion:
V2 H 1.5 6 2g
calculado
Hcalculado=
0.020
recomendado
Donde: H = Carga Requerida en m.
H=
0.30
V = Velocidad promedio en la salida de la tuberia de la linea de conduccion en m G = Aceleracion de la gravedad 9.81 m/s2 se recomienda una altura minimo de H=30cm.
D
DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA
el diametro de la canastilla debe ser 2 veces el diametro de la tuberia de salid Dc = diametro de la tuberia de linea de conduccion At = area total de ranuras Ac = area de la tuberia de linea de conduccion L = longitud de la canastilla D cn =diametrode la canastilla
At = 2 Ac Donde =
D
4
Ac
Dc
2 c
At Ac Nº ranuras area de cada ranura
.T o t a.ld e.R a n u r a s A rea 1 A rea deR a n ra u
N º ra nuras
L
TUBERIA DE REBOSE Y LIMPIA se recomienda pendientes de 1 a 1.5 % considerando caudal maximo se determina el diametro mediante la ecuacion de Hazen y Williams para (C=140)
D
8 0.7 1 Q 0.3 1 S 0.2
Donde: D = Diametro en pulgadas Q = Gasto Maximo de la Fuente en lps. S = Perdida de Carga unitaria en m/m
D calculado =
D considerado =
2.00 Plg 6.00 Plg
AL DE LADERA Y CONCENTRADO
omedio aximo diario aximo horario
Qp = Qmd = Qmh =
en razon del caudal final de demanda
M/S
2.77 3.60 4.99
lt/sg lt/sg lt/sg
VALOR V1 g V2 Cd
ho
ucir la velocidad de pase.
UNID. 0.63 m/s. 9.81 m/s2 0.50 m/s 0.80
0.03 m
diametro y el numero de orificios que permitan fluir el el calculo del diametro de la tuberia de entrada (D), se es ecuaciones.
maximo recomendado de 0.60 m/s)
VALOR D Qmax V A
UNID. 0.08312 m 2.17 l/s. 0.50 m/s 0.01 m2
Cd g h
0.80 entre(0.6 a 0.8) 9.81 m/s2 0.37 m
D = RECOMENDADO COMO MAXIMO ES 2" , ES DECIR
Do=
0.0508
iguales de 2". Si Obtubieran diametros mayores, sera
M
und
a distribucion del agua los orificios se deben ubicar como
trada, se calcula el ancho de la pantalla (b) mediante la
mt
CONSIDERAMOS
1.30 mt.
IVO DISEÑA EN DOS FILAS DE ORIFICIOS
ltura total de la camara humeda se calcula mediante la acion:
m
1.10 mt consideramos por tener una fila
pulg m m m
imentacion de la arena.
amiento y el nivel de agua de la
a carga requerida para que el gasto de salida de la
m
m
conduccion en m/s.
uberia de salida
6.00 Plg 0.00912 m2 0.00456 m2 261.59 m 0.000035 m2
0.30 m
