Dimensionar para una población de 30 523 habitantes

W

A

B

C

D

E

F

G

K

N

X

Y

91.74

11.18

16.45

12.19

15.72

9.14

6.1

9.41

7.6

22.9

5.1

7.6

Característica

Valor

C

0.9

A (espaciamiento)

5 cm

Espesor de barra

1.27 cm

Velocidad

0.4 m/s

L Rejilla

2m

Angulo

30°

DISEÑO DE CANAL RECTANGULAR A MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA

Empleamos la ecuacion de Manning:

[pic 58][pic 59][pic 60]

Qd =

1.05

m3/seg

Pend (S) =

2

%o

n =

0.013

H°C°

Diseñamos a maxima eficiencia hidraulica para canal rectangular.

[pic 61]

Fórmula de máxima eficiencia hidráulica

para un canal rectangular:

b = 2*y

y =

0.588

m

Constructivamente

y =

0.600

m

Ahora calculo la base en funcion de el tirante normal:

b =

1.20

m

El diseño de este canal por seguridad sera constante a lo largo de todo el trayecto del proyecto.

AREA HIDRAULICA =

0.72

m2

Verificación de que el flujo en el canal es subcritico NF<1; y que la velocidad debe ser de 0,6m/seg a 2m/seg.

Verificación del Número de Froud:

N = V/(g*y)=

0.253

Adm.

FLUJO SUBCRITICO

Verificación de la velocidad en el canal:

V = Q/A =

1.4583

m/s

OK!!!  Velocidad Autolimpiante

1.-

CALCULO DEL DIAMETRO DE LAS PARTICULAS A SEDIMENTAR

Los desarenadores se diseñan para un determinado diámetro de partículas, es decir, que se supone que todas las partículas de diámetro superior al escogido debe depositarse. por ejemplo el valor de diámetro máximo de partícula normalmente admitido para plantas hidroeléctricas es de 0.25 mm. . En lo sistemas de riego generalmente se acepta hasta diámetros de 1.5 mm

Aena muy gruesa

1.00

@

2.00

mm

Arena Gruesa

0.50

@

1.00

mm

Arena mediana

0.25

@

0.50

mm

Arena Fina

0.10

@

0.25

mm

Arena muy fina

0.05

@

0.10

mm

Limo

0.00

@

0.05

mm

Arcilla

<

@

0.002

mm

DATOS:

d

1.50

mm

Diametro de la Particula

Q

1050

L/s

Caudal de Diseño

n

0.013

Rugosidad de Manning

P

2

%o

pendiente Entrada y Salida del canal

2.-

CALCULO DE VELOCIDAD DE FLUJO

La velocidad en un desarenador se considera lenta cuando esta comprendida entre 0,10 a 0,60 m/s

La eleccion puede ser arbitraria o puede realizarse o utilizando la formula de Camp.

[pic 62]

Diametro d (mm)

a

d < 0,1 mm

51

0.1 mm< d < 1 mm

44

d > 1mm

36

Donde:

Vd

44.09

velocidad de escurrimiento cm/s

d

1.50

diametro mm.

a

36

constante en funcion al diametro

3.-

ANCHO DE CAMARA ( asumido)

B=

1.65

m

[pic 63]

Tomando en cuenta que:

relacion H/B =

0.91

OK!!!Cumple condicion

4.-

ALTURA DE LA CAMARA DE SEDIMENTACION

[pic 64]

Caudal de diseño:

Q

1.05

m3/s

Por lo tanto:

H

1.443

m

por lo que asumimos:

H

1.50

m

Verificacion del tipo de Flujo

[pic 65]

V=

1.458

m/s

Numero de Reynolds

[pic 66]

Laminar

Re < 2000

Transcisional

2000 < Re < 4000

Turbulento

Re > 4000

Donde:

V=

1.458

velocidad del flujo

Rh=

0.300

radio Hidraulico de la seccion que fluye el caudal

v=

1.01E-06

20º C

viscosidad del fluido

Re=

4.34E+05

Flujo Turbulento

5.-

CALCULO DE LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACION

FLUJO LAMINAR

Velocidad de Sedimentacion según Diametro de la Particula

D (mm)

Vs (cm/s)

0.05

0.178

0.10

0.692

D=

1.5

mm diametro de la particula

0.15

1.560

0.20

2.160

Interpolacion si fuese necesario

0.25

2.700

D mm

Vs (cm/s)

0.30

3.240

1

1

9.44

0.35

3.780

2

1.5

Vs

0.40

4.320

3

2

15.29

0.45

4.860

0.50

5.400

Vs =

12.365

cm/s

0.55

5.940

Vs=

0.124

m/s

0.60

6.480

0.70

7.320

0.80

8.070

1.00

9.440

2.00

15.290

3.00

19.250

5.00

24.900

FLUJO TURBULENTO

[pic 67]

Donde

Vs=

velocidad de sedimentacion(cm/s)

λs=

2.625

peso especifico de las particulas (g/cm3)

practicamente invariable 2,60-2,65

g

9.810

aceleracion de la gravedad (m/s2)

d

0.150

diametro de las particulas (cm)

c

0.500

coeficiente de resistencia de los granos

c= 0,5 granos redondos

Vs=

2.525

cm/s

Vs=

0.025

m/s

6.-

TIEMPO DE RETENCION

[pic 68]

Turbulento

Ts=

59.402

s.

tiempo que demora la particula en caer desde la superficie al fondo.

Laminar

Ts=

12.131

s.

tiempo conciderando flujo Laminar

7.-

LONGITUD DE LA CAMARA

Flujo Laminar

[pic 69]

Donde:

L=

Longitud de camara (m)

k=

Coeficiente de seguridad

k es un coeficiente de seguridad usado en desarrenadores de bajas velocidades para tomar en cuenta los efectos de la turbulencia y depende de la velocidad de escurrimiento de acuerdo a la siguiente tabla:

Coeficiente de Seguridad

Velocidad de escurrimiento (m/s)

K

0.2

1.25

0.3

1.5

0.5

2

Interpolacion si fuese necesario

Vd

k

1

0.3

1.5

2

0.44

k

3

0.5

2

k =

1.8523

cm/s

[pic 70]

L=

1.8523*0.44*12.35

L=

9.9072

m

Constructivamente

Se asume L=

10.00

m

Flujo Turbulento

[pic 71]

Donde:

L=

Longitud de camara (m)

k=

Coeficiente de seguridad

k es un coeficiente de seguridad usado en desarrenadores de bajas velocidades para tomar en cuenta los efectos de la turbulencia y depende de la velocidad de escurrimiento de acuerdo a la siguiente tabla:

Coeficiente de Seguridad

Velocidad de escurrimiento (m/s)

K

0.2

1.25

0.3

1.5

0.5

2

Interpolacion si fuese necesario

Vd

k

1

0.3

1.5

2

0.44

k

3

0.5

2

k =

1.8523

cm/s

[pic 72]

L=

48.512

m

Se asume L=

49.00

m

[pic 73]

8,-

TRANSICION DE ENTRADA

donde:

LT:

longitud de la transicion m

T2:

1.65

Espejo de agua en la camara de sedimentacion (m)

T1:

1.2

Espejo de agua en el canal de entrada (m)

LT =

1.01491

m

por fines constructivos

LT =

1 m

9.-

 DIMENSIONAMIENTO FINAL :

Transicion de Entrada y Salida

[pic 74]

1 m

Canal de Ingreso

Desarenador

Canal de salida

[pic 75]

1.65

1.5 m

1.65

m

49.00m