TEMA: DISEÑO DE DESARENADOR

UNIVERSIDAD ANDINA “NESTOR CACERES VELASQUEZ”

FACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENCIAS PURAS

E. P. INGENIERIA CIVIL

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TEMA: DISEÑO DE DESARENADOR

CURSO: ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

PRESENTADO POR:

DOCENTE: Ing. Edgar Vidal HURTADO CHAVEZ

Puno, octubre de 2017

El presente trabajo está dedicado especialmente a mis padres por el tiempo prestado y también por la ayuda económica que tienen hacia mi persona. Por la cual eso ayuda mucho a que yo pueda realizar todas mis actividades y también cumplir los objetivos que tengo es esta vida como estudiante. Espero no defraudarlos. Gracias

AGRADECIMIENTO

Agradecemos a nuestros padres por apoyarnos económicamente para poder realizar este trabajo que es muy importante y también agradecer por todas las cosas o sugerencias de mi padre y madre que de alguna manera me ayudaron en este trabajo y ser de gran utilidad para algún lector. Gracias.

INDICE

CAPITULO 1: ASPECTOS GENERALES        7

1.1.        OBJETIVOS        7

OBJETIVO GENERAL        7

OBJETIVOS ESPECIFICOS        7

1.2.        DISEÑO DE DESARENADORES        7

DEFINICION Y FUNCION        7

1.3.        CLASIFICACION        8

1.4.        ELEMENTOS DE UN DESARENADOR        9

TRANSICION DE ENTRADA:        9

CÁMARA DE SEDIMENTACIÓN:        10

∙        Diámetro de diseño del desarenador:        10

∙        Velocidad de flujo en el desarenador:        11

∙        Longitud del Desarenador        12

a)        Tabla de Arkangelski:        12

b)        Experiencias de Sellerio:        13

c)        La fórmula de Scotti-Folglieni:  se expresa como:        13

d)        Fórmula de Owens:        14

INTRODUCCION

La cantidad de sedimentos en suspensión que lleva el agua puede ocasionar erosión en las paredes de los canales o la deposición de las partículas más finas provocando la reducción de la caja del canal y la consiguiente disminución de su capacidad, en el caso de las maquinarias hidráulicas instaladas en las centrales hidroeléctricas, se producen las erosiones en las agujas y turbinas que ocasionas altos gastos de mantenimiento o en otros o la reducción de la producción de la energía.

La siguiente consta de las siguientes partes:

CAPÍTULO I        : En este capítulo se presenta los aspectos generales de un desarenador para una central Hidroeléctrica.

CAPÍTULO II        : En el capítulo siguiente se desarrolla el cálculo de las características geométricas de un desarenador para una Central Hidroeléctrica

CAPÍTULO III        : En el capítulo siguiente se desarrolla la importancia de la TESINA

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CAPITULO 1: ASPECTOS GENERALES

1. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

• Diseñar un desarenador para un central Hidroeléctrica

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Revisar y analizar los criterios para el cálculo de desarenador
• Calcular las características geométricas del desarenador que permitan conocer su funcionamiento hidráulico.

1. DISEÑO DE DESARENADORES

DEFINICION Y FUNCION

Los desarenadores son obras hidráulicas que tienen por finalidad propiciar la decantación (o sedimentación) y garantizar luego la remoción (o evacuación) de las partículas sólidas que hayan ingresado a través de una obra de captación o que estén siendo conducidas a lo largo de un canal de conducción.

En el proyecto de centrales hidroeléctricas, el empleo de desarenadores es esencial, pues debe garantizarse que el agua que circula por las tuberías forzadas y que acciona luego las turbinas se encuentra libre de la presencia de partículas sólidas que pudieran originar su rápido desgaste o deterioro.

Solo cuando el agua que aprovecha una central hidroeléctrica es captada de un reservorio de almacenamiento, puede obviarse el empleo de un desarenador, pues en este caso el embalse cumple las funciones de estructura.

Un desarenador evita los siguientes efectos desfavorables en las estructuras o elementos de una C.H.:

• Disposición de sedimentos a lo largo del canal de conducción de la central, con el siguiente aumento de la rugosidad, disminución de la sección efectiva y de la capacidad de conducción.
• Rápida colmatación de la cámara de carga que antecede a las tuberías forzadas en el caso de centrales con canal de aducción.
• Deterioro de la conducción forzada por efecto abrasivo de la corriente.
• Desgaste acelerado de las turbinas dispuestas en la casa de máquinas, lo cual trae consigo paralizaciones de la Central Hidroeléctrica para efectuar reparaciones y reemplazos que demandan tiempo que, además, tienen elevado costo.

1. CLASIFICACION 

Los desarenadores pueden clasificarse atendiendo a tres criterios:

1. En función a su operación:

• Desarenadores de purga continua, aquellos en los que las partículas decantadas son inmediatamente removidas y evacuadas por un permanente caudal de lavado, que evita que éstas queden depositadas en el desarenador.
• Desarenadores de purga discontinuos o intermitente, aquellos en los que los sedimentos decantados se almacenan temporalmente en las naves de desarenación, para luego ser removidos y evacuados mediante operaciones de purga que se efectúan periódicamente.

1. En función a la velocidad de escurrimiento:

• De baja velocidad, cuando la velocidad media de la corriente en el desarenador se encuentra entre 0.20 y 0.60 m/s.  Estos desarenadores garantizan la remoción de partículas finas.
• De alta velocidad, cuando la velocidad media de la corriente en el desarenador se encuentra entre 0.60 y 1.50 m/s.  Estos desarenadores solo garantizan la remoción de partículas medias o gruesas de material.

1. Por la disposición de las naves de desarenación:

• En serie:  desarenadores conformados por dos o más depósitos construidos uno a continuación del otro.
• En paralelo, desarenadores conformados por dos o más depósitos distribuidos paralelamente y diseñados para que cada uno de ellos opere con una fracción del caudal total derivado para la Central Hidroeléctrica.

1. ELEMENTOS DE UN DESARENADOR

Los elementos básicos de un desarenador son los siguientes:

• Transición de entrada
• Cámara de sedimentación
• Vertedero
• Sistema o compuerta de purga
• Canal directo o by-pass

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TRANSICION DE ENTRADA:

Une el canal con la nave de desarenación propiamente dicha.   La transición debe ser proyectada de la mejor forma posible, pues la eficiencia de la sedimentación depende de la uniformidad de la velocidad en la sección transversal.

Para el diseño de la transición de entrada se recomienda que el ángulo de divergencia medido a nivel de la superficie libre no supere los 12.5°.   En tal sentido, la longitud requerida de la transición puede determinarse mediante la siguiente fórmula:

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