Accelator Teorico.docx

Design and operation of an the Accelator- infilco Rodríguez.

Programa de Ingeniería Ambiental y Sanitaria Romero. E2, Totena. V3, Rincón. W 4, Suret. S5, Garay. B6 PYCAS-2 6 mar 2019

C1,

RESUMEN En el presente documento se muestran cálculos de diseño y esquemas para una unidad de sedimentación “the accelator”, para tratamiento de agua potable, esta utiliza recirculación de lodos, y varias fases dentro del mismo, se presenta hoja de cálculo de diseño, con base en esos cálculos se realiza un bosquejo grafico de la estructura mencionada, representado en diferentes vistas.

ABSTRACT This document shows design calculations and diagrams for a sedimentation unit "the accelator", for the treatment of drinking water, this uses sludge recirculation, and several phases within it, a design spreadsheet is presented, based on In these calculations, a graphic sketch of the mentioned structure is made, represented in different views.

INTRODUCCIÓN Una vez coagulada y floculada el agua, el problema consiste en separar los sólidos del líquido, ósea de las partículas floculentas del agua, donde están suspendidas, la sedimentación realiza la separación de las partículas más densas que el agua y que tengan una velocidad de sedimentación tal, que permita que lleguen al fondo del tanque sedimentador en un tiempo económicamente aceptable, Por sedimentación se denomina el proceso mediante el cual se asientan los sólidos suspendidas en un fluido, bajo la acción de la gravedad. Existen diferentes tipos de sedimentación, puede ser simple, cuando las partículas que se asientan son discretas, o sea partículas que no cambian de forma. Tamaño o densidad durante el descenso en el fluido, Inducida cuando las partículas que se sedimentan son ag1omerables, o sea que durante la 1

Camila Alexandra Rodríguez - 41161054 Edison Alejandro Romero - 41161148 3 Víctor Totena Rodríguez - 41161093 4 William Ricardo Rincón - 41161388 5 Sean Sebastián Suret - 41161035 6 Brayan Alexander Garay - 41161094 2

sedimentación se aglutinan entre sí, cambiando de forma y tamaño y aumentando de peso específico.

INTRODUCTION Once the water is coagulated and flocculated, the problem is to separate the solids from the liquid, bone, from the flocculent particles of the water, where they are suspended, the sedimentation makes the separation of the particles more dense than the water and that have a sedimentation rate such that it allows them to reach the bottom of the sedimentation tank in an economically acceptable time. Sedimentation is the process by which suspended solids settle in a fluid, under the action of gravity. There are different types of sedimentation, it can be simple, when the particles that settle are discrete, that is, particles that do not change shape. Size or density during the descent in the fluid, Induced when the particles that settle are agglomerates, that is to say that during the sedimentation they agglutinate to each other, changing of form and size and increasing of specific weight.

MARCO TEÓRICO El decantador es del tipo Accelator, patente Infilco. Está constituido por una cuba cilíndrica, de fondo plano. Su equipo comprende, interiormente, una campana cónica, que define, en el centro del aparato, una doble zona de reacción, mientras que la parte anular exterior constituye la zona de decantación propiamente dicha. El agua cruda llega por un canal anular y penetra en la cámara de reacción primaria, donde se mezcla con los reactivos, que se añaden de forma continua, y con los fangos procedentes del tratamiento anterior. Se efectúa la mezcla mediante las palas verticales de la turbina central, accionada por un grupo. Moto-reductor y variador de velocidad, colocado en la pasarela del decantador. El movimiento de vórtice creado por la turbina evita la sedimentación de fangos en el fondo del decantador. La turbina es de grandes dimensiones, y gira a una velocidad lenta para no romper las partículas coloidales ya floculadas. Las palas horizontales de la turbina hacen circular la mezcla de agua y fangos hacia la zona de reacción secundaria, donde se evita el movimiento de torbellino por medio de tranquilizadores radiales.

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Camila Alexandra Rodríguez - 41161054 Edison Alejandro Romero - 41161148 3 Víctor Totena Rodríguez - 41161093 4 William Ricardo Rincón - 41161388 5 Sean Sebastián Suret - 41161035 6 Brayan Alexander Garay - 41161094 2

La floculación se efectúa rápidamente, y la mezcla de agua y de fangos se dirige hacia la zona periférica. La decantación tiene lugar a lo largo de la campana cónica, cuando los fangos y el líquido circulan juntos de arriba abajo. Los fangos se dirigen hacia la base, concentrándose en la zona inferior, de donde pasan de nuevo a la zona de reacción. Por el contrario, el agua separada de los fangos sube a la superficie y se recoge en los canales de salida. El exceso de fangos se recoge en unos compartimientos, llamados concentradores, de donde se extraen periódicamente por medio de una válvula automática accionada por un aparato de relojería.



Ecuaciones a utilizar 𝑸𝒄

Ecuación (1) 𝑨𝑴 = 𝒗𝒎

𝑸𝒄

Ecuación (2) 𝑨𝒎 = 𝒗𝑴

𝟒(𝑨𝑴)

Ecuación (3) 𝑫𝑴 = √

𝝅

𝟒(𝑨𝒎)

Ecuación (4) 𝑫𝒎 = √

Ecuación (5) 𝒙 =

𝝅

(𝑫𝑴−𝑫𝒎) 𝟐

Ecuación (6) 𝒉𝒄 = 𝒕𝒂𝒏(𝜽) ∗ (𝒙)

Ecuación (7) 𝑨𝒔 = 𝑨𝑴 − 𝑨𝒎

Ecuación (8) 𝒏 =

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(𝝅∗𝑫𝑴) 𝒅

METODOLOGIA Para empezar a diseñar the accelator, es necesario asumir algunos parámetros tales como, horas de funcionamiento, velocidad mayor y menor, tiempo de retención, Angulo de apertura, así mismo como el caudal, el cual es de vital importancia ya que en ese caudal se basará el proceso sedimentación. Se continua a calcular el área mayor del accelator por medio de la ecuación (1), el área menor está dada por la ecuación (2), seguidamente el diámetro mayor está dado por la ecuación (3) y el diámetro menor por la ecuación (4), posteriormente se deberá calcular una variable (x), la cual está dada por la ecuación (5), se calcula la altura de la campana invertida (ℎ𝑙), está dada por la ecuación (6), así como el área de sedimentación dada por la ecuación (7), asumiendo distancia entre vertederos se calcula la cantidad de vertederos dada por la ecuación (8), finalmente se procese a realizar los cálculos y diseño gráfico de la estructura.

BIBLIOGRAFIA 

Romero J. (1999). Potabilización del agua. tercera edición. Editorial alfaomega. México. Pág 91-100



Pérez Parra, J. A. (1981). Manual de tratamiento de agua.



Perez, J. A. (1981). Sedimentacion. Tratamiento de Aguas.

ANEXO 1. Hoja de cálculo para the accelator DISEÑO DE ACCELATOR / ACCELATOR DESIGN

Parameter

Unit

Convention

Value

Observations

Horas de funcionamiento

hrs m3/m2d m3/m2d

h

21

Valor asumido

VM

110

Valor asumido de la literatura

Vm

25

s

Tr

3600

Valor asumido de la literatura Valor asumido entre 45-90 min

°

Ɵ

60

Valor asumido entre 45 - 60°

1,732

tan(Ɵ)

Velocidad mayor Velocidad menor Tiempo de retención Ángulo de apertura del troncocono Tangente del ángulo de apertura

1

Caudal por clarificador

m3/s

Qc

0,050

Valor asumido

Área mayor

m2

AM

151,200

AM = Qc/Vm

Área menor

m2

Am

34,364

Am = Qc/VM

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Diámetro mayor

m

DM

13,875

DM = raiz(4*AM/π)

Diámetro menor

m

Dm

7,100

DM = raiz(4*Am/π)

x

m

x

3,387

x = (DM-Dm)/2

Altura de la campana invertida

hc

5,867

hc = tan(Ɵ) * x

Área de sedimentación

m m3/m2d

As

116,836

As = AM - Am

Distancia entre vertederos

m

d

3

Valor asumido

n

14,53

n = (π * DM)/d

Cantidad de vertederos

ANEXO 2 Esquema, vistas

Imagen 1. (Vista corte transversal)

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Imagen 2. (Vista perfil)

Imagen 3. (Vista en planta) 1

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