DISEÑO FINAL DE DESARENADOR

8/14/2019 DISEO FINAL DE DESARENADOR

1/9

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


2/9

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


3/9

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


4/9

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


5/9

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


6/9

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


7/9

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


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


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=

()

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DISEÑO FINAL DE DESARENADOR