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8/13/2019 DESARENADOR.pdf

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DISEO DE DESARENADOR

Los desarenadores son obras hidraulicas que sirven para separar(decantar) y remover (evacuar) despues, el material

solido que lleva el agua de un canal.El material solido que se transporta ocasiona perjuicios a las obras:

Una gran parte del material solido va depositandose en el fondo de los canales disminuyendo su seccion.Esto

aumenta el costo anual de mnatenimineto y produce molestas interrupciones en el servicio del canal.

Si los canales sirven a las plantas hidroelectricas, la arena arrastrada por el agua pasa a las turbinas desgastandolas

tanto mas rapidamente cuanto mayor es la velocidad.Esto significa una disminucion del rendimiento y a veces

reposiciones frecuentes y costosas.

DATOS:

Q = 0.03 m3/seg Caudal de diseo del Canal

d = 0.5 mm

W = 5.4 cm/seg Veloc. Precip. partcula 0.054

K = 1.25

h = 1.5 m Profundidad inicial asumida

v = 0.07 m/seg

b = 0.80 m Ancho de canal de salida y entrada

S1= 0.002 Pendiente de canaln = 0.015 Coeficiente de rugosidad

h = 0.25 m altura de vertedero PREFIJADA

S = 0.04 Pendiente longitudinal desarenador

S= 0.166666667 PENDIENTE TRANSVERSAL DEL DESARENADOR

Cota fondo canal A = 3452.654 m.s.n.m 1:5 A 1:8, SIRVE SOLO PAR DIBUJAR

1.-

CASO DE UNA SECCIN RECTANGULAR

A = b x y b+Zy^2 MEH b/y = 2((1+Z^2)^(1/2)-1)

P = b + 2y b+2y(1+Z^2)^(1/2)

R = A/P OJO CALCULAR EN SECCION TRAPEZOIDAL

y = 0.56

0.010062306 0.169796684

CASO DE UNA SECCIN TRAPEZOIDAL

DISEO HIDRAULICO DE UN DESARENADOR

Diametro minimo de la particula a sedimentar

(Coeficiente de turbulencia)

CALCULOS PREVIOS DE DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL

Q = A^(5/3)S^(1/2)/(P (5/3)n)

Resolviendo por tanteos

2zybyA

21.2 zybP 2

2

1.2 zyb

zybyR

3/2

2/13/5

.

.

Pn

SAQ


2/5


A 0.21048943

P 2.798

Por tanteo 0.00225 0.037510426 y 0.399

z 1

2.- CALCULO DE LA VELOCIDAD CRITICA DE SEDIMENTACION:

MARCAR X

a d(mm)

a = 51 0.36 >1

v = 0.36 m/seg 0.44 1_ 0,20 X

0.51 >0,1

3.-

Despreciando el efecto del flujo turbulento sobre la velocidad de sedimentacion.

L = 10.02 m

Considerando el efecto del flujo turbulento sobre la velocidad de sedimentacion.

L = 12.52 m

L = 12.00 m Adoptado

4.-

b = 0.06 m

b = 3.00 m Adoptado V= 0.01

< 0.361 m/s

5.- Calculo de tiempo de caida y tiempo de sedimentacion:

Tiempo de caida:

t(seg): 27.78 seg

Tiempo de sedimentacion:

t(seg): 33.28 seg

5.-

Transicion de ingreso:

L2: Ancho del Desarenador

L1:Ancho del canal de conduccion

L(m)= 2.11 m

L adoptado = 2.10 m

Transicion de salida:

CALCULO DE LA LONGITUD DEL DESARENADOR:

COEFICIENTE DE CAMP

CALCULO DE LAS LONGITUDES DE TRANSICION:

Se toma los coeficientes de Camp:

CALCULO DEL ANCHO:

dav *

05.27tan*2

)12(

g

LLL

zzyb )1(.(2 2


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L(m)= 2.66 m

L adoptado = 2.70 m

6.- CALCULO DE LA LONGITUD DEL VERTEDOR:

L= 0.13 m

L= 0.10 m Adoptado

ANALISIS ADICIONAL SI ES QUE LA L VERTEDERO ES > A LA LONGITUD DEL DESARENADOR

Resolviendo por iteraciones: Por Tanteo

= = 20 Sexagesimal

= 0.34906585 Radianes

30.73 = 1.91

Calculo de R:

R = 180L/ 1.64 m

7.- CALCULO DE LA LONGITUD DE LA PROYECCION LONGITUDINAL DEL VERTEDERO L1

Segn el triangulo OAB, se tiene:

Sen = L1/RL1 = R Sen

L1 = 0.56 m

8.- CALCULO DE LA LONGITUD PROMEDIO (L'):L' = (L + Lt)/2

L' = 6.28 m

9.- CALCULO DE LA LONGITUD TOTAL DEL DESARENADOR:LT = Lt + L + L'

LT = 20.38 m

LT = adoptado 20.00 m

11.- CALCULO DE LA CAIDA DE FONDO:

Z = L2 x S

L2 = LT - L1= 19.44 m COMO SE ESTA TOMADO TODA LA LONGITUD ELDESARENADOR SE ESTA UBICANDO EN UNO

DZ = 0.78 m DE LOS EXTREMOS

Cota NAID = Cota FC + tirante canal

Cota NAID = 3453.214 m.s.n.m

Cota FID = Cota FC - altura desarenador

Cota FID = 3451.154 m.s.n.m

12.- CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DEL DESARENADOR A LA COMPUERTA DE LAVADO

05.22tan*2 gL


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H = y + h + DZ

H = 2.84 m

Cota NASD = Cota NAID

Cota NASD = 3453.214 m.s.n.m

Cota FFD = 3450.376 m.s.n.m

13.- CALCULO DE LA ALTURA DE LA CRESTA DEL VERTEDERO CON RESPECTO AL FONDO

ho = H - 0.25Hc = Altura de la cresta del vertedero con respecto al fondo

H = Profundidad del desarenador frente a la compuerta de lavado.

hc = 2.59 m

14.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE LA COMPUERTA DE LAVADO.

Suponemos una seccion cuadrada; o sea: A = LxL

La compuerta funciona como un orificio, con una descarga de:

Q = Caudal a descargar por el orificio

Cd = Coeficiente de descarga. Cd = 0.60 Para paredes delgadas

Ao = Area del orificio en este caso es igual al de la compuerta.

h = Carga sobre el orificio (desde la superficie del agua hasta el centro del orificio)

g = Aceleracion de la gravedad = 9.81 m/seg2

Seleccionamos una compuerta cuadrada de lado: Ancho = 1.00 m

A = 1.00 m2 Alto = 1.00 m

h = H - Alto/2 2.34

Q = 4.06 m3/seg

15.- CALCULO DE LA VELOCIDAD DE SALIDA:

V = Qo/Ao

V = 4.06 m/seg < 5 m/seg OK

16.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL CANAL DE LIMPIA:

A = b x y

P = b + 2y

R = A/P

Resolviendo por tanteos para una seccion de MEH

S = 0.01

n = 0.015

y = 0.755

0.609497515 0.59548186

La seccion del canal de limpia resulta:

b = 1.51 my = 0.76 m

f = 0.40 m

Verificando la velocidad:

V= Q/A = 3.56 m/seg < 5 m/seg OK

Qo = Cd x Ao 2gh

Q = A^(5/3)S^(1/2)/(P^(5/3)n)


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