diseÑo final de desarenador
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8/14/2019 DISEO FINAL DE DESARENADOR
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Ciclo: VIIIIng. Zumaran Irribaren, Jose Luis
E.A.P:
CapilloHidalgo Jesus
Ayora Ventura Marilia
Lopez Alarcon Luis Jose
HIDRAULICA DE CANALES
Docente:
Izquierdo Villanueva Susy Maribel
Ingenieria Civil
DISEO DE DESARENADOR- Teoria de la Simple Sedimentacion
- Considerando efectos de Turbulencia
Ayala Mauricio AngelIntegrantes:
Tema:
Florecin Mendizabal Ana liz
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8/14/2019 DISEO FINAL DE DESARENADOR
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DATOS:
0.8 m3/s
0.5 mm
2400.0 kg/m
1000.0 kg/m
0.001
0.0140.000
1)
si b=2y A= ((b+zy)*y)
T=b P=
y= 0.62 m
b= 1.24 m
B.L.= 0.45 m
Datos: 1.3
2) Del canal que llega al desarenador
b = 1.3 m
z = 0n = 0.014s = 0.001
Tirante Y = 0.62 m Por tanteoA= 0.806 m2v= 0.993 m/s
T = 1.30 m
Datos del desarenador: Densidad del material ps= 2.4 gr/cm3
Densidad del agua pagua
=1 gr/cm3
Diametro part. = 0.5 mm
z= 0 Rectangular
SOLUCIN:1) Asumimosuna profundidad:
h = 1.50 m Valor definitivo: (Tomar en cuenta que cuanto mayor3) A) APLICANDO LA TEORIA DE LA SIMPLE SEDIMENTACION sea la altura menor sera el ancho del tanque)
Si consideramos que el desarenador es de baja velocidad a d (mm)
De baja velocidad = v < 1 m/seg ( 0.2 - 0.6 m/seg) 51 1 m/seg ( 1 - 1.5 m/seg) 44 0.1 - 1
36 >1
v= a*d1/2
v= 9.8387 cm/sv= 0.0984 m/seg d (mm) w (cm/seg)
0 0 0.0
0.5 5 5.1
v = 0.4 m/seg 0.75 7.5 7.7
1 10.5 10.2
4) 1.25 13 12.8
1.5 15.5 15.3
Segn Arkhangelski. (Tabla N 6.1 pag 132 Krochn) 1.75 17.5 17.9
W = 5.40 cm/seg 2 20.5 20.5
DISEO DE DESARENADOR
Calculando las dimensiones del canal:
Dimensiones del canal con numeros enteros
por: Sellerio
Calculo de la velocidad del flujo del tanque:
hallando "y" por Maxima Eficiencia Hidraulica
Si este es de baja velocidad podemos asumir:
Clculo de la velocidad de Caida (w)
/
3
=5
+ 2 1 +
1.30 m
1.1 m
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8/14/2019 DISEO FINAL DE DESARENADOR
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Segn de Owens w= k*(d(ps -1)) 0.5k= 4.8
W= 0.13 cm/segd (mm) w (cm/seg)
Segn Sellerio 0.05 0.178 0.17
Segn la figura 0.10 0.692 0.82
0.15 1.560 1.45
0.20 2.160 2.080.25 2.700 2.69
0.30 3.240 3.28
0.35 3.780 3.86
0.40 4.320 4.41
0.45 4.860 4.94
0.50 5.400 5.450.55 5.940 5.94
W = 5.00 cm/seg 0.60 6.480 6.41
0.70 7.320 7.28Segn Scotti Foglien w= 3.8*(d)^0.5 +8.3*d 0.80 8.070 8.07
W(m/seg); d (m) 1.00 9.440 9.46
W = 0.0891 m/seg 2.00 15.290 15.29
W = 8.9121 cm/seg 3.00 19.250 19.22
w promedio de sedimentacion 5.00 24.900 24.31W prom = 4.8598 cm/seg
W prom = 0.0486 m/seg
5)
L= hv / w h (m) , v y w en (m/seg)
L = 12.35 m
6)
b=Q/(h*v)
b= 1.33
T1 = 1.33 m espejo del deserenador * Tiempo de sedimentacin
t = h/W
tiempo = 30.87 seg * Volumen de agua conducido en ese tiempo
V = Qt
V = 24.69 m3 * Verificacin de la capacidad del tanque
V = b*h* L
V = 24.69 m3 MUY BIEN!!!
7)
. Frmula de HindL t= (T1 - T2) / 2 tang 22.5 radianes 22.5
T1 = Espejo de agua en el desarenador sexagecimal 0.39
T2 = Espejo de agua en el canal tan(22.5)= 0.4142
T2 = 1.30 m
Calculo de la longitud del Tanque
Clculo del ancho desarenador (Mtodo Krochin)
Clculo de la longitud de transicin
CONDICION
V tanque > V agua conducida
Velocidades de sedimentacin (w)por:Arkhangelski
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Lt = 0.04 m transicion del canal al deserenador
8)
De la ecuacin del vertedero : Q = C LVh3/2
Donde: Vmax= 1 m/s
Hmax= 0.25 m Carga sobre vertedro ( m)
Q= 0.8 m3/s
C = 2 Perfil creager debe cumplir Lv>bLv= Q / ( C *h
3/2)
Lv = 3.20 m MUY BIEN
Por lo general la longitud del vertedero L, es mayor que el ancho del deserenador ''b''. Por lo que se debe ubicar
a lo largo de una curva circular que comienza en uno de los muros laterales y contina hasta la compuerta de lavado.
9) Clculo del ngulo central y el radio R con que se traza la longitud del vertedero.
/ (1- Cos ) = 180 L / (pi b) calculo del de la ec. 6.12 del libro
Constante = 180 Lc / (pi b) Para tantear
Constante = 137.51
/ (1- Cos ) =
= 51.03 Grados0.891 radianes
/ (1- Cos ) = 137.52 Tantear en grados
10) Clculo de R : R = b/(1-cos())
R = 4.79 m
Clculo de longitud proyeccin a la compuerta del lavado (L1)
Sen = L1 / R
L1 = R Sen
L 1 = 3.32 m
Clculo longitud promedio cretas del vertederoL prom =( Lv + L1) / 2
Lprom = 3.26 m
Clculo de la longitud total desarenador
LT = L t + L + Lprom
LT = 15.64
LT = 16.00 m
DIMENSIONES DEL DESARENADOR Ancho superior desarenador
LT = 16.00 m Asumido
b = 1.33 m Se recomienda
T1 = 1.33 m disminuir h
h = 1.50 m
11)
Cada del fondo ; esta inclinacin comienza al finalizar la transicin
Z = L x S
L = LT - Lt
L = 15.96 m
Pendiente S 3.0% Vara del 2 al 6%
z = 0.48 m
Profundidad del desarenador a la compuerta de lavado
H = h + Z
H = 1.98 m
Clculo de la longitud del vertedero
Clculos complementarios
h
h
0.25
Hhc
h
Lt L Lprom
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Altura de la cresta respecto al fondo
hc = H - 0.25
hc = 1.73 m
1.50 1.98
Clculo de las dimensiones de la compuerta de lavado. 1.73
0.48
Area compuerta = n*n
Si asumimos n = 0.46 m
m = 0.60 mg= 9.81 m/s2
Cd = 0.6 para orificios
asumimos que nuestra compuerta es de seccion cuadrada:
Si A0= 0.21
- Comprobando velocidad de salida
V = Q/Ao Debera estar entre 3 y 5 m/seg; para el concreto el l mite erosivo es 6 m/seg.
V = 3.74 m/seg
12) Cuadro de Resumen de las Medidas consideradas en el Plano
(m)= 0.04
(m)= 12.35
(m)= 3.32
(m)= 1.30
(m)= 1.33
(m)= 3.20
(m)= 2.20
(m)= 1.73
(m)= 1.98
(m)= 0.50
13) Cuadro de Resumen de los Calculos Hidraulicos
(m)= 0.62
(m/s)= 0.99
(cm/s)= 9.84
(cm/s)= 4.86
(s)= 30.87
(m3)= 24.69
PLANTA
Lt Long. Proyect
0.04 12.35 3.32
Espejode Agua
1.30
Long. Vertedero
3.20
Borde libre Altura del
0.50 Vertedero
Tirante del Canal 0.25
0.62 Altura
cresta del
2.20 Vertedero
Altura del tanque 1.73
PROFUNDIDAD DE LA PUERTA DE LAVADO
ALTURA DEL TANQUE
ALTURA DE LA CRESTA DEL VERTEDERO
ESPEJO DE AGUA DEL CANAL
CUADRO DE RESUMEN DE LOS CALCULOS HIDRAULICOS
BORDE LIBRE
ESQUEMA DEL DESARENADOR
TIRANTE DEL CANAL
VELOCIDAD DEL AGUA EN EL CANAL
TIEMPO DE CAIDA DE LAS PARTICULAS
VOLUMEN DEL SEDIMENTADOR
VELOCIDAD DEL AGUA EN EL TANQUE
ANCHO DEL TANQUE
VELOCIDAD DE CAIDA DE LAS PARTICULAS
LONGITUD DE TRANSICION
LONGITUD DEL TANQUE
LONGITUD PROYECTADA L1
LONGITUD DEL VERTEDERO
PERFIL LONGITUDINAL
Longitud del Tanque (T)
0.25
= 0 ( 2 )
0=
()
Como la longitud de
transicion es minima se
desprecia para este
diseo
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DATOS:
0.8 m3/s
0.5 mm
2400.0 kg/m
1000.0 kg/m0.001
0.014
0.000
1)
si b=2y A= ((b+zy)*y)
T=b P=
y= 0.62 m
b= 1.24 m
B.L.= 0.45 m
Datos:
2) Del canal que llega al desarenador
b = 1.3 m
z = 0n = .s = 0.001
Tirante Y = 0.62 m Por tanteo
A= 0.806 m2
v= 0.993 m/s
T = 1.30 m
Datos del desarenador:
Densidad del material ps= 2.4 gr/cm3Densidad del agua pagua= 1 gr/cm3
Diametro part. = 0.5 mm
z= 0 Rectangular
SOLUCIN:1) Asumimosuna profundidad:
h = 1.50 m Valor definitivo: (Tomar en cuenta que cuanto mayor
3) A) APLICANDO LA TEORIA DE LA SIMPLE SEDIMENTACION sea la altura menor sera el ancho del tanque)
Si consideramos que el desarenador es de baja velocidad a d (mm)
De baja velocidad = v < 1 m/seg ( 0.2 - 0.6 m/seg) 51 1 m/seg ( 1 - 1.5 m/seg) 44 0.1 - 1
36 >1
v= a*d1/2
v= 9.8387 cm/s
v= 0.0984 m/seg d (mm) w (cm/seg)
0 0 0.0
0.5 5 5.1
v = 0.4 m/seg 0.75 7.5 7.7
1 10.5 10.2
4) 1.25 13 12.8
1.5 15.5 15.3
Segn Arkhangelski. (Tabla N 6.1 pag 132 Krochn) 1.75 17.5 17.9
W = 5.40 cm/seg 2 20.5 20.5
por: Sellerio
Si este es de baja velocidad podemos asumir:
Clculo de la velocidad de Caida (w)
DISEO DE DESARENADOR
Calculando las dimensiones del canal:
hallando "y" por Maxima Eficiencia Hidraulica
Dimensiones del canal con numeros enteros
Calculo de la velocidad del flujo del tanque:
CONSIDERANDO LOS EFECTOS RETARDATORIOS DE LA TURBULENCIA
/
3
=5
+ 2 1 +
1.3 m
1..1 m
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8/14/2019 DISEO FINAL DE DESARENADOR
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Segn de Owens w= k*(d(ps -1)) 0.5
k= 4.8
W= 0.13 cm/seg
d (mm) w (cm/seg)
Segn Sellerio 0.05 0.178 0.17
Segn la figura 0.10 0.692 0.82
0.15 1.560 1.45
0.20 2.160 2.08
0.25 2.700 2.690.30 3.240 3.28
0.35 3.780 3.86
0.40 4.320 4.41
0.45 4.860 4.94
0.50 5.400 5.45
0.55 5.940 5.94
W = 5.00 cm/seg 0.60 6.480 6.41
0.70 7.320 7.28
Segn Scotti Foglieni: w= 3.8*(d)^0.5 +8.3*d 0.80 8.070 8.07
W(m/seg); d (m) 1.00 9.440 9.46
W = 0.0891 m/seg 2.00 15.290 15.29
W = 8.9121 cm/seg 3.00 19.250 19.22
w promedio de sedimentacion 5.00 24.900 24.31W prom = 4.8598 cm/seg
W prom = 0.0486 m/seg
CONSIDERANDO LOS EFECTOS RETARDATORIOS
Segn Levin
W' = V
Segn Bastelli Alfa es:
= 0.132/h^0.5
= 0.108
W' = 0.011 m/seg
Seg Eghiazaroff
W ' = v / ( 5.7+2.3 h)
W ' = 0.011 m/seg
W ' prom = 0.011 m/seg
Mtodo de Mximo Villn
L = hv / ( W - W ' )
L = 3.89 m
COEFICIENTE PARA EL CALCULO DE
Calculo de la longitud Corregida segn la Tabla DESARENADORES DE BAJA VELOCIDADL = k hv / ( W - W ' )
L= 6.81
1.25
1.5
1.75
2
7)
. Frmula de HindL t= (T1 - T2) / 2 tang 22.5 radianes 22.5
T1 = Espejo de agua en el desare 1.33 sexagecimal 0.39
T2 = Espejo de agua en el canal tan(22.5)= 0.4142
T2 = 1.30 m
K
Clculo de la longitud de transicin
velocidad de escurrimiento m/s
0.2
Velocidades de sedimentacin (w)por:Arkhangelski
0.5
0.4
0.3
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8/14/2019 DISEO FINAL DE DESARENADOR
8/9
Lt = 0.04 m transicion del canal al deserenador
8)
De la ecuacin del vertedero : Q = C L Vh3/2
Donde: Vmax= 1 m/s
Hmax= 0.25 m Carga sobre vertedro ( m)
Q= 0.8 m3/s
C = 2 Perfil creager debe cumplir Lv>bLv= Q / ( C *h
3/2)
Lv = 3.20 m MUY BIEN
Por lo general la longitud del vertedero L, es mayor que el ancho del deserenador ''b''. Por lo que se debe ubicar
a lo largo de una curva circular que comienza en uno de los muros laterales y contina hasta la compuerta de lavado.
9) Clculo del ngulo central y el radio R con que se traza la longitud del vertedero.
/ (1- Cos ) = 180 L / (pi b) calculo del de la ec. 6.12 del l ibro
Constante = 180 Lc / (pi b) Para tantear
Constante = 137.51
/ (1- Cos ) =
= 51.03 Grados0.891 radianes
/ (1- Cos ) = 137.52 Tantear en grados
1 Clculo de R : R = b/(1-cos())
R = 4.79 m
Clculo de longitud proyeccin a la compuerta del lavado (L1)
Sen = L1 / R
L1 = R Sen
L 1 = 3.32 m
Clculo longitud promedio cretas del vertederoL prom =( Lv + L1) / 2
Lprom = 3.26 m
Clculo de la longitud total desarenador
LT = L t + L + Lprom
LT = 10.11
LT = 10.00 m
DIMENSIONES DEL DESARENADOR Ancho superior desarenador
LT = 10.00 m Asumido
b = 1.33 m Se recomienda
T1 = 1.33 m disminuir h
h = 1.50 m
1
Cada del fondo ; esta inclinacin comienza al finalizar la transicin
Z = L x S
L = LT - Lt
L = 9.96 m
Pendiente S= 3.0% Vara del 2 al 6%
z = 0.30
Profundidad del desarenador a la compuerta de lavado
H = h + Z
H = 1.80 m
Clculo de la longitud del vertedero
Clculos complementarios
h
h
0.25
Hhc
h
Lt L Lprom
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8/14/2019 DISEO FINAL DE DESARENADOR
9/9
Altura de la cresta respecto al fondo
hc = H - 0.25
hc = 1.55 m
1.50 1.80
Clculo de las dimensiones de la compuerta de lavado. 1.55
0.30
Area compuerta = n*n
Si asumimos n = 0.47 m
m = 0.60 mg= 9.81 m/s2
Cd = 0.6 para orificios
asumimos que nuestra compuerta es de seccion cuadrada:
Si A0= 0.22
- Comprobando velocidad de salida
V = Q/Ao Debera estar entre 3 y 5 m/seg; para el concreto el lmite erosivo es 6 m/seg.
V = 3.56 m/seg
1 Cuadro de Resumen de las Medidas consideradas en el Plano
(m)= 0.04
(m)= 6.81
(m)= 3.32
(m)= 1.30
(m)= 1.33
(m)= 3.20
(m)= 1.50
(m)= 1.55
(m)= 1.80
(m)= 0.50
1 Cuadro de Resumen de los Calculos Hidraulicos
(m)= 0.62
(m/s)= 0.99
(cm/s)= 9.84
(cm/s)= 4.86
(m3)= 13.62
PLANTA
ong. royec
0.04 6.81 3.32
Espejode Agua
1.30
Long. Vertedero3.20
Borde libre Altura del
0.50 Vertedero
Tirante del Canal 0.25
0.62 Altura
cresta del
1.50 Vertedero
Altura del tanque 1.55
VELOCIDAD DEL AGUA EN EL TANQUE
VELOCIDAD DE CAIDA DE LAS PARTICULAS
VOLUMEN DEL SEDIMENTADOR
ALTURA DEL TANQUE
ALTURA DE LA CRESTA DEL VERTEDERO
PROFUNDIDAD DE LA PUERTA DE LAVADO
BORDE LIBRE
CUADRO DE RESUMEN DE LOS CALCULOS HIDRAULICOS
LONGITUD DEL VERTEDERO
VELOCIDAD DEL AGUA EN EL CANAL
TIRANTE DEL CANAL
ANCHO DEL TANQUE
PERFIL LONGITUDINAL
LONGITUD DE TRANSICION
LONGITUD DEL TANQUE
LONGITUD PROYECTADA L1
ESPEJO DE AGUA DEL CANAL
ESQUEMA DEL DESARENADOR
ong u e anque
0.25
= 0 ( 2 )
0=
()