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DISEÑO DEL DESARENADOR

S : Gravedad específica 2.65g : Acelerac. de gravedad (cm/s2) 980d : Diám. de las partículas(cm) 0.004v: Viscocidad cinemática (cm/s2) 0.010105Q: Caudal (L/s) 32.32

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION (LEY DE STOKES)

Vs (cm/s) 0.142

VERIFICANDO SI ESTA DENTRO DEL LIMITE DE APLICABILIDADNº DE REYNOLD

R 0.0563047265 < 1 APLICABLE

CALCULO DE LA VELOCIDAD DE ARRASTRE (Va) VELOCIDAD MAXIMA TEORICA=Vh(Velocidad Horizontal)

f : factor de seguridad = 0.5

Va(cm/s) 10.18

Vh(cm/s) 5.09

CALCULO DELA SECCION TRANSVERSAL

At (m2) 0.63

CALCULO DE LA SECCION SUPERFICIAL

As= 22.72

DIMENSIONES DE LA ZONA DE SEDIMENTACION: ancho largo y profundidad

ANCHO (m) LARGO (m) PROFUNDIDAD(m) RELACION (L/P)

Asumido L=As/a P=At/a1.50 15.15 0.42 35.792.00 11.36 0.32 35.792.50 9.09 0.25 35.793.00 7.57 0.21 35.79

Escojemos la alternativa de :ANCHO (m) 2.50LARGO (m) 10.00PROFUNDIDAD 0.30

DIMENSIONAMIENTO DE UN FLOCULADOR HIDRAULICO DE FLUJO HORIZONTALPASO DATOS UNIDAD CRITERIOS CALCULOS RESULTADOS UNIDAD

1 0.0310 Longitud de canales

m

10 min 157.8 l110.5 min 117.8 l211 min 81.8 l30 min

0.263 m/s0.187 m/s0.124 m/s

0

2 0.118 A1

0.166 A2

0.250 A3

30.500 m

0.24 a1

m0.33 a2

0.50 a3

4Ancho de Vueltas

0.35 d1

m0.50 d2

0.75 d3

5 Ancho útil del muro de2.500 m B = 1*b + d

2.9 Ancho util del floculador

m3.0 B

3.3

6 55 Número de canales

unidades39 en el tramos

25 N

7 Espesor de las láminas de0.010 m

13.6 Longitud del tramo

m11.0 L

11.0

8 Coeficente de pérdida de carga2.000 (-)

0.38 Pérdida de carga en la

m0.14 vuelta del tramo

0.04 h

1.24 P1

m1.33 P2

1.50 P3

radio hidraulico0.08 r1

m0.11 r2

0.15 r3

0.020 H1

m0.01 H2

0.00 H3

9 Aceleración de la gravedad9.810

0.40 Hf1

m0.14 Hf2

0.04 Hf3

11 Coeficente de rugosidad

0.010 (-)

Pérdida de carga en los

men los canales del tramo 1

12

13 20.0 78 Gradiente de velocidad

2736.00 46 en el tramo 1

25

Caudal: Q = m3/sTiempo de retención Tramo 1: T1 = l1 = V1 * T1 * 60Tiempo de retención Tramo 2: T2 =Tiempo de retención Tramo 3: T3 =Tiempo de retención Tramo 4: T4 =

Velocidad en el Tramo 1: V1Velocidad en el Tramo 2: V2Velocidad en el Tramo 3: V3Velocidad en el Tramo 4: V4

A = Q/V m2

Altura de agua en la unidad: H = a1 = A1/H

d = 1.5*A

concreto : b =

N =l/B

L= N*a + (N - 1)*eA.C: e =

hL= K*V2/2g*(N-1)local en las vueltas K =

Pl= 2*H+alperimetro mojado en las

seciones

h2= [n*Vl/r2/3]2*I1perdida de carga en los

canales

m/s2 perdida de carga total (hf1= h1 + h2) g =

h2= [n*Vl/r2/3]2*I1 n =

h2

T0C =

G1= (g/n)0.5*(hf/t)0.5 s-1 (g/n)0.5 =

G1

f f fh gh ghG

T T T

UNIDAD

DISEÑO DEL DECANTADOR

CONSIDERACIONES

Caudal de Diseño 32 lps

Dimensiones del Decantadores/ Unidad

L2= 4.9 mB= 4.9 m

Area= 24.01 m2

1) Dimensionamiento de la unidad con el caudal de diseño.Area superficial de la unidad (As).

0.1333 cm/seg.

entonces la tasa de decantacion sera: 115.15 (m3/m2/dia)

El Periodo de Retencion sera de 2.5 a 3.5 horas

la separacion entre la entrada y la cortina de distribucion de flujo, igual a1.50m, tendremos como longitud total.

L= 6.4 m

Verificando la relacion (L/B) (se recomienda que sea entre 1-2)

L/B= 1.31 valor que es adecuado

Se adopta la altura minima recomendada (Profundidad <1.5-2.5>)

H= 1.5 m

L/H= 4.27

el rango recomendado para L/H es de 4 a 15.

ss

QA

V

sV

2) Comportamiento hidraulico en la unidad. Velocidad horizontal en la unidad (VH), es de :

reemplazando valores tenemos:

0.44 cm/seg.

la velocidad Max. es VH=0.55cm/s, entonces la velocidad optenida es aceptable.

el tiempo de retencion (To) en horas que tendra esta unidad es de :


0.31 horas

pendiente de 7% para el fondo de la unidad, la altura maxima de la unidad(en la tova de lodos) es de:

H1=H+0.07*L2


H1= 1.84 m

Adoptando un vertedero de salida, de longitud de cresta igual al ancho (B) de la unidad, sese determina la altura de agua sobre el vertedero (H2), mediante la formula:


0.023 m

3) Diseño de la cortina de distribucion de flujo. Adoptando una velocidad de paso de (Vo) a traves de los orificios de la cortina de 0.10m/s, el area de os orificios sera (Ao) que cumplan con esta condicion:


Ao= 0.32 m2

si se adoptan orificios de 1" (0.0254m) de diametro (D), el area ( ) de cadaorificio sera:

D= 3 pulg


4.56E-03 m2

el numero de orificios (n) necesario en este caso sera :

0a

100*

*

QVH

B H

VH

*

3600*sA H

ToQ

To

2 / 3

2 1.84*

QH

B

2H

o

QA

Vo

0a

20 *

4a D

o

o

An

a


n= 70.00 orificios

Altura de la cortina cubierta por orificios

h = H - 2/5*H

h= 0.9 m

Asumiendo Nº de orificios en el sentido horizontal (N1)y en el sentido vertical (N2), el espaciamiento entre orificios (a), es el siguiente:

N1= 5N2= 4

a= h/N2


a= 0.225 m

El espaciamiento (a1) de los orificios horizontales con respecto a la pared es de :


1.81 m

4) Diseño del sistema de limpieza, Adoptando una seccion (A2) de 0.20 de ancho (b),por 0.10m de alto (h), para el canal de limpieza. Asumimos la misma seccion para la compuerta de drenaje y se verifica el tiempo de vaciado (T1) de la unidad en estas condiciones, mediante el siguiente criterio:

b= 0.2 mh= 0.2

m


9.09 min

El diametro de la tuberia de salida de la caja de drenaje debera de diseñarse de modo que no produsca represamiento en esta. El caudal de diseño de la tuberia de evacuacion sera:

86.204 l/s

Diametro de la tuberia de drenaje:

o

o

An

a

11

* ( 1)

2

B a Na

1a

12

60* *

4850*

As HT

A

1T

1

1

1000* * *

60*

L B HQ

T

1Q

1 * *Q Cd A V

D= 200 mm

DISEÑO DE FILTRO ARENA

Caudal de Diseño= 32.5 lps

Dimensiones del Filtro Existente

numero de filtros: 2 unidades

Recomendaciones para el diseño de un filtro

El parámetro de diseño más importante en un FLA es la velocidad de filtración (Vf). La misma debetener un valor en el rango:

0,1 m3/m2 hora - 0,3 m3/m2 hora

Velocidad de filtración de acuerdo con el número de procesos preliminares

Procesos Vf (m/h)FLA 0,10 – 0,20

Sedimentación (S) + FLA 0,15 – 0,30Prefiltración (PF) + FLA 0,15 – 0,30

S + PF + FLA 0,30 – 0,50

El área de cada unidad (As) es una función de la velocidad de filtración (Vf), del caudal (Q),del número de turnos de operación (C) y del número de unidades (N).

As = (Q x C) / (N x Vf)

Q= 16.25 lps (el caudal se reparte en los 2 filtros)horas de trabajo del operador (C)= 24 horas

numero de unidades (N) 2Vf= 0.45 m/hora

As= 65.00 m2

Las dimensiones del filtro, Largo (L) y ancho (A) se seleccionaran de acuerdo al siguientecriterio

donde "K" es la relacion de minimo costo que depende del numero de unidades (N), segúnla relacion:

K= 1.33

largo (L) de la unidad es igual a :

L= 9.31 m

; *ss

AA L A K

K

2*

1

NK

N

Ancho (A) de la unidad es igual a :

A= 6.98 m

La capa soporte de grava la seleccionamos del cuadro siguiente.

Lecho de soporte:

Camada TipoDiámetro de Espesor de la camadapartícula (mm) (mm)

Superior Arena gruesa 1.00 – 2.00 50Segunda Gravilla fina 2.0-5.0 50Tercera Gravilla 5.0-10 50Inferior Grava 10.0-25.0 150

Medio filtrante:

Tamaño efectivo 0,15 – 0,45 mmCoeficiente de uniformidad 1,5 – 4,0

Altura del medio filtrante 0,5 – 0,7 m

(el caudal se reparte en los 2 filtros)

DIMENSIONAMIENTO DE UN DECANTADORPASO DATOS UNIDAD CRITERIOS

1

15.0 cm

espesor de la vinilonas 0.06 cm1.05 Rad60.0 O

21.2 m

30.015 m3/s

515 m3/s/m2/dia

1.70E-04 m/s

61

As=

73.400 m

8Ancho del Modulo de vinilonas 1.700 m

9 0.010 cm2/sTemperatura 10.000 ºC

10

NOTA :* PARA ELPROYECTO UTILIZAREMOS DOS MODULOS SIMILARES PARA CUBRIR EL CUADAL DE TRATAMIENTO

separacion de placas en el plano horizontal "e="

espaciamiento entre las placas d=

Angulo deinclinacion de las placas"Tetas="

Longitud del modulo de placas "L="

Longitud util dentro las placas "Lu="

caudal del diseño del decantador "Q="

Longitud relativa del modulo de placas "Lr="

Velocidad de Sedimentacion de las paticulas "Vs=" area superficial d ela

unidad "f=" ;

Modulo de eficiencia de las placas "S="

Ancho total neto de la zona de decantacion "B="

Numero de canales formados por las placas

N=

Longiud Total del decantador "LT="

Velocidad media del flujo "Vo="

Radio Hidrulico del modulo de placas"RH="

Viscosidad Numero de Reynolds

Nr=

Velocidad Longitudinal Maxima

DIMENSIONAMIENTO DE UN DECANTADORRESULTADOS UNIDAD

cm12.9

112.500 cm

8.700

4.517m2

19.660

38

6 m

0 cm/s

6 cm

226

1 Cm/s

* PARA ELPROYECTO UTILIZAREMOS DOS MODULOS SIMILARES PARA CUBRIR EL CUADAL DE TRATAMIENTO

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