Desarenador Cerro 2.pdf

0

Viscosidad Cinematica (cm2/s) 0.01792

2

0.01763

1

0.01567

Temperatura °C CERRO 2

Proyecto:

DATOS DE ENTRADA

6

0.01473

No. DE USUARIOS:

1167

8

0.01386

Hab/viv CABECERA:

3.4

14

0.01172

Hab/viv SECTOR RURAL:

4

15

0.01146

POBLACIÓN AÑO 2010:

4668

16

0.01112

18

0.01059

NIVEL DE COMPLEJIDAD:

MEDIO

20

0.01007

PERÍODO DE DISEÑO:

25

30

0.00804

32

0.00772

34

0.00741

36

0.00713

CONDICIONES

87.5

80

1

7

4

3

2.75

1.66

0.76

4

2.37

1.52

0.73

Máximo Teórico

0.88

0.75

0.5

3

87.5

2.75

2

POBLACIÓN AÑO 2006:

CONDICIONES DE LA TUBERÍA DE ENTRADA Q=

5.060

l/s

Qo=

5.490

l/s

Q= Caudal de diseño = QMD

V=

1.24

m/s

Vo=

1.20

m/s

V= Velocidad para el caudal de diseño

D=

3.00

pulg

y=

0.06

m

D= Diámetro de la tubería

Qo= Caudal a tubo lleno Vo= Velocidad a tubo lleno

PERIODO DE DISEÑO:

25

Años

NUMERO DE MODULOS:

1

Un

CAUDAL MEDIO DIARIO (2036)

3.89

CAUDAL MAXIMO DIARIO (2036)

5.06

CAUDAL MEDIO DIARIO (2011)

3.49

l/s

PERDIDA EN ADUCCION Y EN PLATA DE TRATAMIENTO

10%

% l/s

CAUDAL DE DISEÑO DE CADA MÓDULO

0.39 5.06

REMOCIÓN DE PARTÍCULAS D

0.05

mm

PESO ESPECÍFICO DE LA PARTICULA

2.65

ARENAS

CAUDAL OPERACIÓN DE LA PLANTA

l/s

l/s

AGUA

87.5

%

TEMPERATURA

15

°C

VISCOSIDAD CINEMÁTICA

0.0114600

GRADO DEL DESARENADOR, N

3

RELACIÓN LONGITUD:ANCHO

3

PORCENTAJE DE REMOCIÓN

cm2/s

CÁLCULO DE PARÁMETROS DE SEDIMENTACIÓN Velocidad de sediementación de la partícula diámetro=

0.05

mm

Vs=(g/18)*(ps-p)/(u)*d2

Vs=

0.196

cm/s

Ѳ/ t =

2.75

Entonces, para n=1 y remoción del 87.5%=

Con profundidad útil de sedimentación, H=

1.50

Este valor puede estar entre 1.5 m y 4.5 m

m

Tiempo de llegada de la partícula al fondo, t t = H / Vs t=

765

s

2103

seg

0.58

hr

12.74

min

Ѳ

< 4 hr

Periíodo de retención hidráulico Ѳ= Ѳ=

2.75

0,5 hr <

*t

Se encuentra dentro del rango de sedimentación

CUMPLE

VOLUMEN DEL TANQUE V=Ѳ*Q V=

m3

10.64

AREA SUPERFICIAL DEL TANQUE As=V/H As=

7.09

m2

3/1 <

L/b

<5/1

asumiendo L/B =

3

B=√(As/3) B=

1.54

m L=3*B

L=

4.61

m

Para facilidades constructivas se toma: B=

1.55

m

L=

4.60

m

61.32

m3 / m2 * d

0.071

cm/s

0.03

mm

0.218

cm/s

Area y volumen corregida As=

7.13

V=

10.70

m2

CARGA HIDRÁULICA q=Q/As q=

m3 / m2 * s

0.00071

15 m3 / m2 * d


80 m3 / m2 * d

CUMPLE

q = Vo Vo = q =

0.00071

m/s do=√(Vo*18*µ) / ((g*(ρs - ρ))

do=

0.003

cm

VELOCIDAD HORIZONTAL Vh = Q / W = Vo*L/ H Vh=

0.167

=

VELOCIDAD HORIZONTAL MÁXIMA Vhmax=20Vs V=

3.92

cm/s

VELOCIDAD DE RESUSPENSIÓN MÁXIMA Vr= √((8k/f)*g*(ρs - ρ)*d) Vr=

9.29

cm/s

f=

0.0300

para arenas

k=

0.0400

para arenas

Tomado de Elementos de Diseño para Acueductos y Alcantarillados de Ricardo Alfredo López Cualla, pag. 191

NO HAY RESUSPENION

CUMPLE

OPERACIÓN DE MÓDULOS OPERACIÓN AÑO INICIAL =

2011

Caudal de operación = Qmd=

3.49

l/s

Ѳ = V/Q Ѳ=

0.85

hr

0,5 hr <

Ѳ

< 4 hr

CUMPLE

q=Q/As q=

0.0005

m3 / m2 * s

OPERACIÓN AÑO DISEÑO=

42.29

m3 / m2 * d

15 m3 / m2 * d


80 m3 / m2 * d

CUMPLE

2036 Qoperación= QMD+consumo planta

Qoperación=

5.45

Ѳ=

0.55

l/s Ѳ = V/Q hr

0,5 hr <

Ѳ

< 4 hr

CUMPLE


80 m3 / m2 * d

CUMPLE

q=Q/As q=

0.0008

m3 / m2 * s

66.03

m3 / m2 * d

ELEMENTOS DEL DESARENADOR VERTEDERO DE SALIDA B=

0.52

Hv=

0.03

Hv=(Q / 1.84*B)2/3

VELOCIDAD SOBRE LA CRESTA DEL VERTEDERO

m

REMOCIÓN %

l/s

1.00

PESO ESPECÍFICO DEL AGUA

Número de Hazen (Vs / Vo)

y= altura de la lámina de agua

CONDICIONES INICIALES PARA EL DISEÑO DEL DESARENADOR

3.04

cm

3

15 m / m2 * d

75

70

65

60

55

3

2.3

1.8

1.5

1.3

50 1

Vv=Q/(B*Hv) Vv=

0.25

NO CUMPLE

m/s

ALCANCE DEL CHORRO Xs=0,36Vv2/3 + 0,60Hv4/7 Xs=

0.22

m

LONGITUD DEL VERTEDERO Lv=Xs + 0.10 Lv = B =

0.32

=

0.300

m

0.75

m

0.46

m

0.75

m

1.15

m

PANTALLA DE SALIDA Profundidad= H/2 Distancia al vertedero de salida= 15*Hv

0.50

PANTALLA DE ENTRADA Profundidad= H/2 Distancia a la cámara de aquietamiento= L/4

1.5

ALMACENAMIENTO DE LODOS Relación Longitud : profunidad de lodos =

10.00

Profundidad máxima= L/10=

0.46

m

Profundidad máxima adoptada=

1.00

m

Profundidad mìnima adoptada=

0.80

m

Distancia punto de salida a cámara de aquietamiento= L/3

De acuerdo a RAS 2000 B.4.4.6.4 se toma profundidad efectiva de lodos =

1.53

Distancia punto de salida vertedero de salida= 2L/3

3.07

Pendiente transversal=

12.9%

Pendiente longitudinal en (L/3)=

13.0%

Pendiente longitudinal en (2L/3)=

6.5%

m m h=

AREA DE SECCION DE LA COMPUERTA PARA EVACUACIÓN DE LODOS

A2 =

(As*H^0.5)/4850*t

As = H= t=

áreas superficial, m2 profundidad, m tiempo de vaciado,

Perdidas en la tuberia de descarga (en longitud equivalente) Entrada normal Valvula de compuerta Codo Salida Longitud tuberia

2.5 m 1.1 5 0.5 9.1 m

Altura disponible Perdidas

H/LE

0.77 m/m

Diametro tuberia

4 pulgadas

A= Q inicial =

0.09 m3/s

V=

11.0

  

0.1016

0.01

2

V 2

g

  

6.14

Cd =

1.72

Tvaciado=

611.51 seg 10.19 min CÁMARA DE AQUIETAMIENTO

Profundidad= H/3

0.60

m

Ancho= B/3

0.52

m

Largo=adoptado

0.50

m

Vol =

0.16

m3

39.85

seg

Tiempo de retención tcamara= VERTEDERO DE ENTRADA He=(Q/(1.84*Le)2/3 He=

0.03

m

3.27

Ve=Q/(He*Le) Ve=

0.33

Xs=

CUMPLE

m/s Xs=0,36Ve2/3 + 0,60He4/7

Distancia del chorro= 0.26

m

Longitud del rebose Lr= Xs+0.10 Lr=

0.36

m

Lr=

0.60

m

0.34

m

Rebose de cámara de aquietamiento Qexcesos= Qo-Q Qexcesos=

m3/s

0.0004

Caudal tomado del diseño de la Bocatoma

He=(Qexcesos/(1.84*Le)2/3 He=

0.01

m Ve=Qexcesos/(He*Le)

Ve=

0.14

NO CUMPLE

m/s Xs=0,36Ve2/3 + 0,60He4/7

Distancia del chorro= Xs=

0.13

m

Lr=

0.23

m

0.23

Lr= (B-ancho)/2=

0.23 0.52

m m

0.52

m

0.1

m/s

Longitud del rebose Lr= Xs+0.10 m

CALCULO DE ORIFICIOS DE LA PANTALLA DEFLECTORA Velocidad de paso asumida a traves sde los orificios Ae = Q/v orificios

Área efectiva de orificios Ae =

0.0506

Se recomienda utilizar orificios con diametro de Ao

0.001

m2 3.8

m2

Numero de orificios

N=Ae/Ao

N=

45

orificios

Se determina la porción de altura de la pantalla difusora con orificios: h = H - 2/5H h=

1

Se asume un numero de filas de orificios nf =

Se determina espaciamiento entre filas a1 =

m 4

Se obtiene un numero de columnas nc =

4 a1 = h/nf 0.2

m

Se determina espaciamiento entre columnas a2 = (B-a1(nc-1))/2 a2 =

0.4

m

PERFIL HIDRÁULICO

Se establece para el QMD más el caudal de operación de la planta Q=

5.45

l/s

Pérdidas a la entrada de la cámara de aquietamiento Tomando k=

0.20

0.3 cm

0.75

m

hm=k*ΔV2/2g V2

0.02

m/s

hm =

0.02

m

Pérdidas a la entrada de la zona de sedimentación Tomando k=

0.10

hm =

0.00

m

SUMERGENCIA MINIMA SOBRE LA COTA CLAVE DE LA TUBERIA DE SALIDA

Reddy y Pickford (1972): S/D=1+Fr Knauss 1 (1983, para tomas horizontales): Para Fr < 0.25

S/D=0.5

Para Fr > 0.25

S/D=2 *Fr

Knauss 2 (1983, para tomas verticales): Para Fr<0.25

S/D=1

Para Fr > 0.25

S/D=1+2*Fr

Knauss 3 (1987, criterio conservador): S/D=1+2.3Fr Gordon (1970): Para aproximación simétrica: S/D= 1.7 Fr Para aproximación asimétrica S/D=2.3Fr Donde

Fr = v/(g*D)^0.5

D=

0.08

m

v=

1.19

m/s

Fr =

1.38 Reddy y Pickford (1972): S=

0.18

m

0.0381

m

0.32

m

0.18

m

0.24

m

Knauss 1 (1983, para tomas horizontales): S= Knauss 3 (1987, criterio conservador): S= Gordon simetrica S= Gordon asimetrica S=

De acuerdo con las experiencias del consultor se recomienda tomar el promedio de todos los métodos S=

0.19

m

D=

0.08

m

V=

1.19

Fr =

1.38

Metodología

m/s

S (m)

Reddy y Pickford (1972):

0.18

Knauss 1 (1983, para tomas horizontales):

0.0381

Knauss 3 (1987, criterio conservador):

0.32

Gordon simetrica

0.18

Gordon asimetrica

0.24

Promedio

0.19