DESARENADOR ASOLEUTA

El desarenador se diseño para un caudal de 37 [L.p.s] a eficiencia de 87.5[%] con excelentes bafles, el diámetro de la Partícula a remover de acuerdo al análisis de las muestras de sedimentología es Una Partícula intermedia entre Arena Muy Fina y Arena Fina cuyo diámetro es = 0.10 milímetros que equivalen a = 0,010 centímetros. Las dimisiones calculadas para este caudal son altura útil de 1.30 [m], longitud de 8.5 [m] y ancho de 2.15 [m], con estos valores se cumplen con los parámetros de periodo retención y carga superficial establecidos en el reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico.

EL desarenador esta compuesto de tres zonas: Entrada (cámara de aquietamiento, vertedero de excesos), sedimentación (pantalla deflectora, cortina para sólidos) y salida (Vertedero de salida). La zona de entrada se minimizan las perturbaciones provenientes de la tubería de aducción para este fin se propone una profundidad de la cámara de 0.65[m], ancho de 1.25 [m] y largo de 1[m], el vertedero de excesos el cual regula el caudal para que solo entre el necesario a la zona de sedimentación se ubicara 3[cm], por encima de la posición de la tubería de aducción, con un largo de la cresta igual al largo de la cámara de aquietamiento, La zona de sedimentación se encuentra la pantalla deflectora o bafle de 1.10[m], conformada por orificios, su función es reducir el régimen de flujo para que ocurra sedimentación, se diseño de tal forma que la velocidad a través de los orificios sea 0.2 [m/seg], cada orificio es circular con diámetro de 2[“], La cortina tiene una separación de 15 veces el espesor de la lamina de agua del vertedero de salida, para producir precipitación de las partículas y solidos como hojas y palos, la altura de la cortina es de 0.35 [m]. La zona de salida, se calculó el vertedero con un ancho igual al ancho del desarenador para que se permita el flujo uniforme y mantenga un rango de velocidades por debajo del límite que permita la resuspensión de las partículas ya sedimentadas.

Diseño desarenador ASOLEUTA

Datos iniciales para el diseño hidraulico

Condicion [-]Eficiencia [%]f particula min [mm]r arena [gr/cm3]r [gr/cm3]Gravedad [cm/seg2]Tmin [°C]Hutil [m]Qdiseño [lps]B LIBRE [m]Qexcesos CAP [lps]E de aduccion [m]COTA inicio [m.s.n.m]COTA llegada [m.s.n.m]f llegada DES [in]Longitud tramo [m]

37

981101.3

1

BUENOS BAFLES87.50.1

2.65

0.22316.45

103496.63

0.13497.77

176.89

Viscosidad cinemática:

μt=( 0 .43623 .3+T min )=( 0 .43623 .3+10 )=0 .01309[ cm2

s ]Velocidad de sedimentación:

Vs=g∗( ρ arena−ρ agua )∗φ2

18∗μ

Vs=981∗(2 .65−1 )∗(0.1∗ 110 )

2

18∗0.01309=0.686 [ cm

s ]Asumiendo una altura útil de 1.30[m] y borde libre de 20 [cm]

PERIODO DE RETENCION

EFICIENCIA DESARENADOR

CONDICION 50% 75% 87.5%

MAX. TEORICO 0.5 0.75 0.875

CON EXCELENTES BAFLES 0.73 1.52 2.37

CON BUENOS BAFLES 0.76 1.66 2.75

SIN BAFLES 1 3 7

Debido a que, se parte de la hipótesis que los desarenadores se diseñaran con buenos bafles, entones:

at=2 .75

Para una eficiencia del 87.5 ∴ a=2 .75∗t t= Tiempo de sedimentación

t=( HVs )=( 1.300.686 )=189 .28 [ S ]

Entones:

a=2 .75∗189 .28=520 .52 [S ]

Q=QD=37 [lps ]

Vol=520 .52∗0 .037=19.26 [m3 ]

Vol=A sup*H

19 .26=A sup*1 .30

A sup=14 .81 [m3 ]

RECOMENDACIONES SEGÚN NORMA R.A.S 2000

Lmin=(10∗H )=10H [m ]

L=3 B o L=4 B

Como L= 4B, entonces

L=√4∗A sup

L= 7.7[m], se trabajara con una longitud 8.5[m]

Bmin=(8 .5 /4 )=2 .125 [m ]

Luego B=2 .15 [m ] y L=8 .5[m ]

CHEQUEOS

Se realiza una comparación de la superficie disponible que acaba de calcular, contra la superficie requerida (Asup), al tener en cuenta la velocidad de sedimentación de las partículas.

Areal=2 .15[m ]∗8 .5 [m ]=18 .27[m2 ]A sup=14 .82[m2 ]Areal>A sup_____OK

La relación entre la velocidad horizontal y la velocidad vertical de sedimentación debe ser menor que 20.

VhVs

<20 ; . .. .

1 .320 .686

<20

1 .93<20 ____OK

PARTES DE DESARENADOR

ZONA 1 CAMARA DE AQUIETAMIENTO:

La altura de la cámara de aquietamiento se recomiendo de H/3 o mayor, mas el borde libre para

muros, esto para controlar el desbordamiento, el ancho de la cámara según estadística de diseños

en B/3 y la longitud igual o mayor a la longitud del vertedero de excesos.

Dimenciones=1m∗1 .25m∗0 .65m

ZONA 2 ZONA DE ENTRADA

Construida entre la cámara de aquietamiento y una cortina deflectora

PANTALLA DEFLECTORA O BAFLE

Altura del bafle:

H2+BL=0 .65+0 .45=1 .10

Área de pantalla efectiva:

Ae= QVel

=0.0370 .20

=0 .19 [m ]

Se propone para el diseño de la pantalla deflectora un orificio de 2[in], el area de cada orificio es: 0.002026 [m2] con velocidad propuesta de 0,20 [m/s] en el orificio.

Numero de orificios:

( Areaefectiva

AreaOrificio)

Numero de orificios:

( 0 .190 .002026 )=92[ orificios ]

Perdida de carga a través de los orificios

H=( 0.0372

0 .62∗1.102∗2 .152∗2∗9 .81 )=0 .0000347 [m .c .a ]

Perfil hidráulico

Para determinar la cota de la cresta del vertedero de salida se calculan las perdidas de carga a lo largo del desarenador

Por cambio de sección a la entrada de la cámara de Aquietamiento

H 1=0 .1∗(V 12−V 22 )2∗g

V 1=( 0 .037π4

(0 .26 )2 )=2 .02 [ mseg ]

V 2=( 0 .0371 .25∗0.50 )=0 .15 [ m

seg ]H 1=0 .1∗

(2 .022−. 252)2∗9 .81

=0.0207 [m .c .a ]

Por cambio de sección al entra al desarenador

H 2=0 .1∗

(V 22−V 32)2∗g

V 3=( 0 .0371.30∗2.15 )=0.0132[ m

seg ]H 2=0 .1∗

(1 .472−0 .01322)2∗9.81

=0 .0001 [m .c .a ]

Perdidas por paso a través del bafle :calculadas anteriormente

H 3=0 .0000347 [m ]

TOTAL PERDIDAS= 0.021 [m.c.a]

ZONA 3 SALIDA DEL DESARENADOR

VERTEDERO DE SALIDA

Altura de la lámina de agua:

HL=( Q1 .84∗B )

23=( 0 .037

1.84∗2 .15 )23=0 .044 [m ]

PANTALLA SUMERGIDA :

D=15∗HL=15∗0 .044=0.67 [m ]

Donde

D= Distancia horizontal hasta el vertedero de salida

La profundidad de la pantalla es de 10 [cm] sumergida del nivel de agua en el reactor.

ZONA 5

ZONA DE LODO

H=S∗(L3 )=0 .05( 8 .53.0 )=0 .14 [m ]

Cota sobre la cresta del vertedero salidaCota sobre la cresta del vertedero excesosCota muro

ELEVACION [m.s.n.m]3496.63

3496.193495.333496.56

3496.833496.660

COTAS PARA DISEÑODES

Cota clave tuberia de llegadaCota fondo camara de aquietamientoCota fondo al comienzo del desarenador

Cota clave aduccion DES-RED 3496.60