Memoria de Calculo Floculador Hidráulico Alabama
FLOCULADOR ALABAMA Datos de partida Datos de partida (asumidos)
Caudal de la planta (Qp) Numero de foculadores Tiempo de retención retención hidráulico (T!) Numero de cámaras $ro%undidad de la cámara Temperatura Temperatura del agua agua iscosidad del agua $eso espec-co del agua 1iámetro del codo Cd entrada Cd salida
230
l/seg
2
unidades
20 "#
minutos unidades
3 2& 0,000&3
m 'C *g/(m+s)
..,2
*g/m3
2 0,2 0,# 0,&
espesor de los muros
"0
orde lire
#0
1.
Qf =
Caudal del foculador (Q ) Q p N f f 3
Qf =
0,23 m / seg 2
=0.1150 m3 / seg
Dóde! Qp 4 caudal de la planta
0,23 m3/seg "20 segund 0 os
0,3 pulgadas metros
centmetr os centmetr os
0," me metros 0,# me metros
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" 4 n5mero de foculadores $ar ara a es este te dise dise6o 6o se tu7i tu7ier eron on en cuen cuenta ta 2 focu focula lado dorres dada dada la importancia del mantenimiento de la in%raestructura 8 el caudal a traa9ar en la planta:
$olu%e del foculador ( & )
#.
V f =Qf ×TRH
Dóde! 'R4 tiempo de retención hidráulico Teniendo Teniendo en cuenta las especi-caciones del ;< 2000 el T! dee estar entre 20 8 #0 minutos, por lo =ue se asumió un tiempo de 2 minutos 4"00 seg: 3
V f =0.1150 m / seg seg × 1500 seg =138 m
3
. D*M+",*O" D*M+",*O"+, +, D+ LA, LA, C-MARA, C-MARA, .1. . 1. $olu $olu%e %e de la c% c%ar ara a ( &c) V c =
Qf ∗TRH N c
Dóde! "c4 n5mero de cámaras Q 4 caudal del foculador hidráulica 'R/ tiempo de retención hidráulica V c =( 0.1150 m / seg) 3
.#.
1200 s 14
=9,85 m3
rea de la c%ara (A c)
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A c =
V c P c
Dóde> 0c4 pro%undidad de la cámara A c =
9,85 m 3m
..
Lc =
3
=3,28 m2
loitud de la c%ara (L c) $ara $a ra e7itar tener un foculador demasiado largo en comparación con el ancho se asume un ancho 8 a partir del área se calcula la longitud del mismo de la siguiente manera>
A c Bc
Dóde! ?c4 ancho del foculador (2, m) 3,28 m Lc = 2,5 m
2
=1,31 m
.2. 'ie%po 'ie%po de Rete Reteció ció 3idruli 3idrulico co de la c%ara c%ara ( 'Rc ) TRH c =
TRH N c
TRH c =
1200 seg 14
=85,7 seg
2. D*M+",*O" D*M+",*O"+, +, D+L D+L CODO CODO 2.1. 2. 1. rea rea del del cod codo o (Ac (Aco) o)
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A c =
πD 4
2
=
π ( 0,635 m ) 4
2
=0,32 m2
Velocidad del agua en el codo (v cd)
4.2.
v c=
3
Q f
=
Ac
0.1150 m / s 0,32 m
2
=0,36 m / s
4. 5RAD*+" *+"'+ D+ &+LOC*DAD +" LA, C-MARA, D+L FLOCULADOR (5c) 4.1. 4.1. 0erdid 0erdidas as de eer eer6a 6a e e la etra etrada da (31)
h1=
(
)
2
Q f ∗1 Cd∗ A c 2g
Dóde! Cd 4 coe-ciente adimensional de entrada (0,2) Ac 4 Area del codo
h1=
(
3
0.1150 m / seg 2
0,62 ∗0,32 m
)
2
19.6 m/ seg
2
∗1 =0,01750 m
4.#. p7rdidas p7rdidas de eer6a eer6a e e el ca%8i ca%8io o de direcc direcció ió (3#)
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h2= K ×
( ) ( V c )
2
2g
Dóde! 9 4 coe-ciente adimensional 0:# &c 4 7elocidad del codo
Lueo:
(
)
( 0,36 m/ seg )2 h2= 0.4 × =0,00269 m 2 19.6 m / seg
4.. p7rdidas p7rdidas de de eer6 eer6a a e la salida salida del codo codo (3 (3 )!
h3=
h3=
(
)
2
Qf ∗1 Cd∗ A c 2g
(
3
0.1150 m / seg 0,8∗0,36 m
2
19.6 m / seg
)
2
2
∗1 =0,01051 m
4.2. 4.2. ,u%ato ,u%atoria ria de perdid perdidas as (3t)
h ft =h1 + h2 + h 3
h ft =0,01750 m+ 0,00269 m+ 0,01051 m=0,03070 m
4.4. 5radiete de $elocidad e la ;lti%a c%ara del foculador (5uc) Guc =
√
γ × h ft v ×TRH ×TRH c
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Dóde! γ (2&'C) 4 ..:2 g%/m3 / peso espec-co (2&'C) 3t4 sumatoria de las perdidas ν
4 7iscosidad del agua a (2&'C) 4 &:3+"0@# g%:s/m2 'Rc4 tiempo de retención hidráulico en la cámara "c4 n5mero de cámaras Buego,
Guc =
√(
/ m 3 × 0,03070 m 996.26 Kgf / 8.53∗10− 4 Kgf . s / m 2 ) × 85,7 seg
=20,4 seg−1
<. ,+L+CC*=" ,+L+CC*=" D+ LA, LA, 0LA'*"A, 0LA'*"A, $ara 7ariar el gradiente de 7elocidad en cual=uier cámara se dise6a una una se seri ria a de plat platin inas as =ue =ue perm permit itan an regul egular ar el grad gradie ient nte e en las las cámaras anteriores a la 5ltima: $ara cada 9uego de platinas se lle7ara a cao el siguiente cálculo> 1iámetro de la platina N'"4 "" pulgadas 40,2.# m
-rea de la platia A p 1=
π D 4
2
=
π ( 0,2794 m)
2
4
=0,06131 m2
0erdida de cara e el ori>cio (3 )
h3=
(
0,8∗0,06131 m 2
( ) 9,8 m
s
)
2
3
0,1150 m / s 2
∗1 =0,28046 m
2
0erdida por c%ara (3 )
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h f =h 1 + h2 +h3 =0,01750 m+ 0,00269 m + 0,28046 m= 0,30065 m
5radiete de $elocidad e el paso e la c%ara
G=
√
p∗h f = v∗TRC
√(
996.26 Kgf / / m 3 × 0,030065 m 8.53 ∗10− 4 Kgf . s / m 2 ) × 85,7 seg
=64,005 s−1
CALCULO D+ 0LA'*"A, " ? di%etro " 11 2 "2 3 "3 # "# " " " & "& . ". " 0 20 " " 2" " 2 22 " 3 2# " # 2
rea 0,0"3""0 0,02.& 0,0&33# 0,0..3"# 0,""#00."&3 0,"2.""" 0,"##3&#" 0,"#"3223 0,"&2.2"#
3 0,2&0#22 0,".&02 0,"#3"" 0,"0&&. 0,0&"""" 0,023 0,0#."#2 0,03."" 0,03"0&
t 0,300 0,2"&22 0,"3. 0,"20& 0,"0"3 0,0&2& 0,0.3 0,0.3" 0,0"
radiete #,00&"# #,2.3". #,2"# #","2.# 3,"33" 33,..22&& 30,#"&.0 2&,#2."&# 2,#2200&
0,202&2..2
0,02#
0,0#&
2#,..."
0,223#..&
0,02"""3. 0,0#"3"
23,2##"0.
0,2#2##2
0,0"2&. 0,032
22,"33
0,2."&30&
0,0"23 0,032
2",03&#
0,3".2"#
0,0"0"2
20,###&0.
0,030
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@. D*M+",*O" D*M+",*O"+, +, D+L FLOCUL FLOCULADOR ADOR @.1.
loitud total del foculador (L t)
[
Lt = ( Lc∗ N c ) + ( N c + 1 )∗e
]
Lt = (1,8 m∗14 ) + [ ( 14 + 1 )∗0,10 m ] Lt = 26,8 m
@.#. @. #. Ac3 Ac3o o del del focu focula lado dorr (Ac ) Dl ancho del foculador depende del ancho de la cámara 8 del grosor de los muros:
Ac 4 ;ncho cámara E (2+espesor de los muros) Ac / 2,m E (2+0,"m) Ac / 2, m @.. @.. 0edie 0ediete te del focul foculado adorr (,) (,)
S=
∑ h
ftt!"
# p"!t$#!s + 1
∗ N c
Dónde: hftotal = Pérdidas totales del floculador con las platinas y sin platinas Nc = Número de cmaras! " = Pendiente del floculador! S=
1,3626 14 + 1
∗14
S =1,27 m
@.2. @.2. -rea -rea super super>ci >cial al del del focu foculad lador or
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A sf = A c∗ N c
1onde, A c = !%e!de !%e!de "! c!m!%! c!m!%! N c =#ume% #ume% de c!m!%!s c!m!%!s
Buego A s f =3,28∗14 =46 m
2
. D*,0O,*'*&O D*,0O,*'*&O D+ +"'RADA +"'RADA ,AL*DA D+L FLUO Dn el foculador el agua procede de la canaleta parshall, para regular el fu9o de entrada 8 salida de la cámara se colocara una platina regulada regulada por una 7ál7ula con las siguientes dimensiones> Teniendo Teniendo en cuenta =ue el diámetro de entrada del codo es de 0,3 m:
. ,*,'+MA D+ +&ACUAC*=" +&ACUAC*=" D+L D+L A5UA D+ LA& LA&ADO $ara lle7ar a cao el sistema de purga de los lodos en las cámaras se estal estalece ecen n una una ser serie ie de ori-ci ori-cios os en las misma mismass inter intercon conect ectad ados os mediante un ?oG cuol7ert cu8o cu8o fu9o será regulado regulado por una una 7ál7ula al -nal: 9.1. 9. 1. S =
Área rea del del orif orific icio io de sa sali lida da (So) As
( 4850∗t e )
√ hc
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Donde A s =¿ #rea superficial de la cmara t e= ¿ $iempo de evacuación (%oras)! "e seleccionaron hc =¿
S =
<ura de la lmina del agua antes de evacuar 3,2 m
2
( 4850∗0,16 h%!s )
9.2. 9. 2.
∗√ 3=0,007 m2
Diám Diámet etro ro de los los ori orifi fici cios os (Do)
A (¿¿ ∗4 ) π D =√ ¿
Dónde: S = ¿ #rea de salida del orificio! D=
√
(0.007 m2∗ 4 )
9.3 9.3.
π
=0,094 m & 0,1 m
Caud Ca udal al de ev evac acua uaci ción ón (Qo)
Q=C D A √ 2 g hc
Dónde: C D =¿ 'onstante de contracción (!*) S = ¿ #rea de salida del orificio! hc =¿
<ura de la lmina de agua antes del lavado!
√
3
m m Q= 0,64 × 0,007 m × 2 × 9.81 2 ∗3 m=0,0299 s s 2
10 m$#=0,16 h%!s
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9.4.
iem!o de lav lavad ado o ( (l)
"e escogió un tiempo de lavado de +, minutos (+, segundos) por cmara! -l tiempo total de lavado se determinó de la siguiente manera: T " =t e N c
Donde t e= ¿ $iempo de evacuación N c =¿
Número de cmaras
T " =0,16 h%!s× 12=2,3 h%!s
.4. .4. Di%es Di%esio ioes es Del Del BoE BoE Cuo Cuol$e l$ert rt
.4. . 4.1. 1. Cau Caudal dal del del BoE Qt' =Q∗ Nc 3
m Qt' =0,0299 ∗14 s 3
m Qt' =0,48 s
.4.#. Loitud Qe =
1
#
2/ 3
A ¿ RH
S
1 /2
1
2
( )∗
= ∗ L ∗ #
Dónde: 'oeficiente de rugosidad de .anning (n)= /+0 Pendiente (")= /+10
L 4
2
1
3
S2
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L=
1 .
[
3
0,48 m / s∗0,013∗2,54 1
1,27
2
]
3 8
=0,20 m
CO"DUCC*=" D+ A5 A5UA FL FLOCULADA
Dl agua foculada será transportada mediante un canal =ue tendrá las mismas dimensiones =ue el foculadro, por lo tanto tendrá las siguientes medidas>
1.1.;ncho del canal (
Ac ¿ Ac =2,5 m
1.#.Bargo del canal (
Lc ¿ Lc =1 m
1..;ltura del canal (
Lc ¿
Lc =3 ( 4 m
