UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Católica de Loja
TITULACIÓN DE INGENIERIA CIVIL
HIDRAULICA I
DISEÑO DE DESARENADOREsquema
TABLA DE DATOS Caudal normal (Q) =Tamaño de las particulas a depositarse Dimensiones del canal que llega al desarenador Ancho (b) =
Calado (d)=Pendiente para caída de fondo tanque de sección trapezoidal con pendiente de sus paredes =
1.- Determinar la velocidad del agua en el desarenador
Mediante tabla de Camp
2. Cálculo de la velocidad de caida de las partículas (w)
Tabla de Arkhangelskid (mm) w (cm/s)
0.05 0.180.10 0.690.15 1.560.20 2.160.25 2.700.30 3.240.35 3.78 w = 5.4 cm/s0.40 4.32 w = 0.054 m/s0.45 4.860.50 5.400.55 5.940.60 6.480.70 7.320.80 8.071.00 9.442.00 15.293.00 19.255.00 24.90
3. Dimensiones del tanque
Por continuidad
A = 9.96
A = 2.500 2.00
b= 4.00
h2 h=
4. Cálculo de la longitud activa del desarenador (L)
L =
K= 1.2
5. Cálculo de la longitud de la transición de entrada al desarenador
10.14 m
6. Cálculo del vertedero del desarenador
M = 2 Lv = b= 12.40 mHo= 0.25
7. Cálculo del ángulo (α) y radio (R)
El Ángulo (α) es
α = 61 ° 1.0646508 61 PARAR TANTEO
R = 11.65
Lt =
8. Cálculo de la proyección longitudinal del vertedero
10.19
9.
35.24 m
L = 11.29 m
10. Cálculo de la caída de Fondo
0.75 m
L = 25.10 m
11. Cálculo de la profundidad del desarenador frente a la compuerta de lavado (H)
H = 2.75 m
13.
hc = 3.00 m
14. Cálculo de las dimensiones de la compuerta de lavado
Q = 3.10ancho b = 1.50 maltura a = 1 m
L1 =
Cálculo de la longitud final (LT) del desarenador
LT=
ΔZ=
Cálculo de la altura de carga de agua desde la superficie hasta el fondo del desarenador (hc)
m3/s
Cd = 0.6 m
Carga sobre el orificio h=
Q = 6.30 m3/s Correcto
15. Cálculo de la velocidad de salida de la purga
V = 4.2015195 m/s Correcto
15. Transición de salida del desarenador
L = 10.14 m
Curvatura de la transición
Curva 1 Curva 2x= 1.5 m x= 0.83y= 6.5 m y= 4.35R= 14.83 m R= 11.81Y= 6.5 m Y= 4.35
x y x y0.1 1.72 0.1 1.530.2 2.43 0.2 2.160.3 2.97 0.3 2.650.4 3.42 0.4 3.050.5 3.82 0.5 3.400.6 4.18 0.6 3.720.7 4.50 0.7 4.010.8 4.81 0.8 4.270.9 5.09 0.83 4.35
1 5.351.1 5.611.2 5.841.3 6.071.4 6.291.5 6.50
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Católica de Loja
TITULACIÓN DE INGENIERIA CIVIL
HIDRAULICA I
DISEÑO DE DESARENADOREsquema
TABLA DE DATOS 3.100.50 mm1.50 m1.20 m
3.0 %50.0 %
a = 44
m3/s
V = 31.1 cm/sV = 0.31 m/s
longitud de pared a pared en la parte superior del tanque (L) 6.00
m 1.00 m
m
m2
h= 2.00
b= 4.00 m
13.80 m
longitud del vertedero
61 °
m
m
Cálculo de la altura de carga de agua desde la superficie hasta el fondo del desarenador (hc)
2.50 m
longitud mínima
mmmm
m
m
Población de diseño (p) = 18000 hab1.2
Dotación per cápita (d) = 200 L/hab-díaDiámetro de partícula a remover = 0.005 cmPorcentaje a sedimentar = 87.5 %Condición de los depósitos = muy bueno deflectoresTemperatura del agua = 18 ° CCota de aguas máximas en la cámara de derivación = 1452.33 msnmCota de aguas normales en el desarenador = 1447.32 msnmLongitud de línea de aducción = 60 mEspesor de la linea de aduccion = 0.15 mmTipo de material de la linea de aduccion = PVCDiámetro de la línea de aducción = 6 pulg
2.65
1
1. Parámetros de diseño
1.1 El caudal de diseño
41.6666667 l/s
1.2
50 l/s
0.05
1.2 Diámetro de la partícula a remover
d = 0.005 cm0.05 mm
Factor de mayoración de caudal K1 =
Peso especifico de las partículas (ps) = gf/cm3
Peso especifico del liquido p = gf/cm3
Cm =
K1 =
QMD =
m3/s
1.3 Porcentaje a sedimentar
87.5 %
1.4 Condiciones de los depósitos
muy bueno deflectores
1.5 Temperatura del agua
T = 18 ° C
2. Velocidad de sedimentación dada por Stokes
0.0131
0.01056247
0.213 cm/s
0.3 cm/s
Para T = 18 ° C
0.373 cm/s
Se tomara un valor promedio para la velocidad de sedimentación
0.293 cm/s
2.93
3. Profundidad útil
se asume una H de
H = 1.5 m150 cm
μ10° C=
μ18° C=
Vs =
tabla para una T = 10°
CVs10° C =
Vs =
Vs =
Vs = mm/s o L/s-m2
4. Tiempo de caída de la partícula
t = 512 s
5. Calculo del tiempo de retención
Condiciones = muy bueno deflectoresPorcentaje 87.5 %
De la tabla 2a/t = 2.37
a = 1213.44 s
6. Capacidad del desarenador
C = 60.672
7. Área del desarenador visto en planta
A = 40.45
8. Verificamos el área disponible con el área requerida
Ar = 17.0648464
Condición
A > Ar Cumple
9. Dimensiones de la zona de sedimentación
tiempo de retención es
igual a :
m3
m2
m2
b = 3.2 m
L = 12.8 m
Cálculo del caudal en la aducción
en - Williams
CCaudal mayor Q = 0.07242932
72.43 l/s
D = 0.1524 mS = 0.0835 m/m
L de aduccion = 60 mC = 140
rcy-Weisbach
Caudal menor Q = 0.0652050365.21 l/s
K = 19.639
0.01954015
D = 0.1524 mEspesor de la e = 0.00015 mVariacion de al Δy = 5.01 m
10. Calculo del vertedero de exceso en función del caudal derivado en la obra de toma.
m3/s 90 para tubos de acero soldado.100 para tubos de hierro fundido.140 para tubos de PVC.128 para tubos de fibrocemento.150 para tubos de polietileno de alta densidad.
m3/s
f =
L = 60 m
si se asume H = 0.15 mC = 1.84L = 0.7 m
11. Diseño de la pantalla deflectora
11.1 Velocidad de paso a traves de los orificios
V = 0.2 m/s (asumida)
11.2 Area efectiva de los orificios
0.25
11.3 Se asume el area de los orificios
0.01 0.01
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 mC = 1.84
Q = 0.05
13. Diseño de la zona de entrada
na de entrada
b/3 < ancho < b/2
b = 3.2 m
Se disenara el vertedero de exceso para el mayor caudal. Para ella se utiliza la formula de Francis
Ae = m2
a0 = m2
m3/s
b/3 = 1.06666667b/2 = 1.6
ancho = 1.4 m
Largo = L de vertedero de excesos
Largo = 0.7 m
14. Diseño de la zona de salida
X = 0.11 m
Y = -1.4837625 m
0.2 m/s
0.55 s
ϴ = 0 °
Vo =t =
C
para tubos de acero soldado. para tubos de hierro fundido. para tubos de PVC. para tubos de fibrocemento. para tubos de polietileno de alta densidad.