Descripción: Hoja de cálculo, para el diseño de un desarenador para obras de caoptación, en base al texto: Elementos de Diseño para Acueductos y Alcantarillados. (Ricardo Alfredo López Cualla) - 2º edición - Ca...
Diseño de un desarenador para microcentrales u obras de riegoDescripción completa
Descripción: DESARENADOR
Diptico
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Descripción de un desarenador, tipos, función, etcDescripción completa
Diseño de DesarenadoresDescripción completa
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Descripción: L.E.G.M. INGENIERO AGRICOLA TRUJILLO - PERU
espero que les sirva
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MEMORIA DE CÁLCULO DE DESARENADOR DISEÑO HIDRAULICO Caudal de Diseño Temperatura Promedio del Agua ( T ) Diametro de particulas a eliminar:
:
0 .5 10 0 .5
:
VELOCIDAD DE SEDIMENTACION DE LA PARTICULA Datos: d= 0 .5 0 mm diámetro de Particulas ρ= 1 .0 3 k g /c m ³ d e n s id a d d e A g u a T u rb ia ρs = 2 .0 0 k g /c m 3 d e n s id a d d e l S u e lo Tº = 1 0 .0 0 ºC Temperatura g= 98 1 . 00 cm/s² μ= 4.00E-06 k g /cm s e g Viscosidad Dinamica
Ecuación de Hazzen Así obtenemos: W=
6 .6 1
cm/s
Diagrama de Selerio
Del Gráfico: W=
5 .0 0
c m /s
Fórmula de Owens
K= γ=
1 .2 8 2 .0 0
(granos de cuarzo) g r/c m 3
Así obtenemos: W=
2 .8 6
cm/s
m3 / se g ºC mm
Diagrama de Sudry
Así obtenemos: W=
6.90
cm/s
Fórmula de Scotti - Foglieni:
Así obtenemos: W=
8.91
cm/s
11.09
cm/s
22.36
cm/s
17.01
cm/s
Fórmula de Krey:
Así obtenemos: W=
Fórmula de Bosterli:
Así obtenemos: W=
Fórmula de Guicciardi:
Así obtenemos: W=
Diagrama de Coronado:
Así se obtiene: W=
9.00
cm/s
Resumen de las velocidades de caida (W) según las fórmulas y figuras presentadas:
Tomamos como valor el promedio de los valores calculados:
W=
0.079
m/seg
CALCULO DEL NUMERO DE REYNOLS R
V s
*
d
………………… …..….... .(2)
e
Donde:
d= W=Vs = ν=
Re =
3.03
0.0050 0.079 1.31E-02
diámetro de Particulas Velocidad de sedimetación Viscosidad Cinematica
Regimen de Transicion (1 a 1000 ) Arena gruesa
VELOCIDAD DEL FLUJO De acuerdo al criterio de CAMP (Ref 1), se tiene: V h
cm m/s cm²/ seg
0.5
ad
a = Para nuestro diámetro (Camp) = Vh = Vh =
31.11 0.31
cm/s m/s
< Hh = 16.00 m/s (Arena Fina) OK
0.30
Para nuestro caso asumimos v=
44
m/s
CALCULOS DE LA SECCION TRANSVERSAL DEL DESARENADOR Consideramos una profundidad del tanque de:
H=
1.20
B=
1.39
m
Luego:
Finalmente: m
≈
1.40
m
≈
6.00
m
LONGITUD DE LA ZONA DE DESARENADOR HV w
Si : L
L=
5.91
m
TIEMPO DE SEDIMENTACION H
t
15.15 s
w
Volumen de agua conducido en el tiempo t: V
Qt
7.58 m3
Por otro lado, la Capacidad del Desarenador es: V
BHL
10.08 m3
CANAL DE ENTRADA DEL DESARENADOR: Cota de Entrada bCANAL RECTANGULAR= SCANAL RECTANGULAR n
4008.52 0.80 m 0.002 0.016
m.s.n.m. m/m
Calculo del Tirante Normal:
Q1 0.50
V1 1.07
R1 0.24
BORDE LIBRE: Yn/3= HCANAL RECTANGULAR =
0.22 m 0.80 m
A1 0.47
P1 1.97
Yn 0.58
ALIVIADERO DE DEMASÍAS Se diseñará para un incremento del 30% del caudal en el canal de Entrada al Desarenador 2
Q
H ALIVIADERO
Donde:
3
CB
Q= C= bALIVIADERO=
0.15 2.10 1.20 m
HALIVIADERO =
0.15
m3/s
Caudal de diseño Coeficiente de descarga Ancho del Aliviadero
m.
DESARENADOR: bDESARENADOR=
1.40 m 12.5 0.02
α=
SDESARENADOR=
º m/m
CALCULO DE LA TRANSICIÓN DE ENTRADA De la fórmula:
LTRANSICIÓN=
1.35 m
Calculo del Tirante Normal:
Q1 0.50
V2 2.26
R2 0.13
A2 0.22
P2 1.72
Yn 0.16
CARGA DE AGUA SOBRE EL VERTEDERO DE SALIDA 2
Q
H VERTEDERO
Donde:
3
CB
Q= C= bDESARENADOR=
0.50 2.10 1.40 m
HVERTEDERO =
0.31
m3/s
m.
PERDIDAS DE CARGA A LA ENTRADA AL DESARENADOR H
ENTRADA
0 .5
HENTRADA=
V
2 1
2 g
0.06 m
PERDIDAS DE CARGA EN LA TRANSICIÓN DEL DESARENADOR
Caudal de diseño Coeficiente de descarga Ancho del desarenador
V
V
2
H ´ TRANSICIÓN
2
1
g
2
HTRANSICIÓN=
0.07 m
CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DE POZA Para el cálculo de la Profundidad de Poza necesitamos el valor del Tirante en la sección 3, por ello primero aplicaremos la ecuacion de bernoulli en el tramo 1-2 y por tirante conjugado obtendremos el valor del tirante en la sección 1 Contamos con los siguientes datos: Nivel de Coronación Z0 = 4008.67 m.s.n.m. N.de Solera Aguas Abajo Z3= 4008.34 m.s.n.m. Tirante Normal = 0.58 m (calculado inicialmente) Aplicamos la ecuación de Bernoulli: Z 0
Y C
V C 2
2
Z 1
2 g
V 1
Y 1
h f 0
2 g
1
Previamente procederemos al cálculo del tirante Crítico y Velocidad Crítica:
Y
3
c
V
2
Q b
2
g
Q C
A
===>
Se Obtiene:
Y C =
0.24 m
==>
Se Obtiene:
V c =
1.52 m/s
2
Tomamos como Perdida de Carga la siguiente expresión: Para el cálculo inic ial asumimos una profundid ad de poz
h40
5
0.1
V C
2 g
0.10 m
Asi Aplicando la ecuación de Energía entre la sección 1 y 2 tenemos: Zo-(Z3-PP)=
(Z0-Z3-PP)+YC+VC2/2g 0.57
0.23 m
V12/2g 0.42
Y1 (ASUMIDO) 0.13
Y1+V12/2g 0.54
IGUALES → OK
Calculo del Tirante Conjugado Y2:
Y 2
2
Y 1
2Y 1V 1
2
g
Finalmente la Profundidad de la Poza viene dada por la expresión: PP=
0.10 m
4
Y2=
===>
Asi obtenemos:
2
Y 1
0.69 m P Y 2 P
≈
0.20 m
≈
2.90 m
CALCULO DE LA LONGITUD DEL COLCHON DISIPADOR Longitud de Poza de Disipación: ===> obtenemos:
L P 5(Y Y 2 1)
LP=
2.81 m
Y n
CANAL DE SALIDA DEL DESARENADOR: bCANAL TRAPEZOIDAL= 0.40 m SCANAL= 0.002 n 0.016
m/m
Calculo del Tirante Normal:
Q1 0.50
V1 1.11
R1 0.25
BORDE LIBRE: Yn/3= HCANAL TRAPEZOIDAL = Cota de Salida