DISEÑO CAPTACION

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LUISPATA PROYECTO: CAPATACION 01 : CHAUYACHAYOC PARA LA CAPTACIÓN DE UN MANANTIAL DE LADERA Y CONCENTRADO Datos Caudal de aforo = 1.79 litros/seg Caudal máximo = 1.40 litros/seg Caudal mínimo = Caudal máximo diario = 1.4 litros/seg Coeficiente descarga (Cd) = 0.78 ara ca!tar agua del manantial !ara el !ro"ecto se toma #l 78$ del caudal total de aforo %ue es 1.40 litros/ seg Cálculo de la distancia entre el punto de alora!iento " la cá!ara #$!eda %L& Desarrollo te'rico &ig. 1' &lu o del agua en un orificio de !ared gruesa Considerando los alores de o* +o* 1 " ,1igual a cero* se tiene' Donde' ,o= -ltura entre el afloramiento " el orificio de entrada +1= +elocidad te rica en m/s g = -celeraci n de la gra edad ( .81 m/s ) ediante la ecuaci n de continuidad considerando los !untos 1 " se tiene' 2iendo -1=- Donde' + = +elocidad de !ase (se recomienda alores menores o iguales a 0.3 m/s) Cd= Coeficiente de descarga en el !unto 1 (se asume 0.8) eem!la5ando el alor de +1 de la ecuaci n 1* se tiene ara los cálculos* ,o es definida como la carga necesaria so6re el orificio de entrada %ue !ermite !roducir la elocidad d #n la figura se o6ser a &igura ' Carga dis!oni6le " !erdida de carga #s necesario conocer la elocidad de !ase " la ! rdida de carga so6re el orificio de salida. #n la &igura 1* a!licando la ecuaci n de ernoulli entre los !untos 0 " 1* resulta' donde 9f es la ! rdida de carga %ue ser irá !ara determinar la distancia entre el afloramiento " la ca a de ca!taci n (:). 1 ; ; 4 4 DISE(O )IDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO DE CAMARA DE CAPTACIÓN C)AU)UAC)AYOCC o 2 1 P o γ + h 0 + V 0 2 2 g = p 1 γ + h 1 + V 1 2 2 g h 0 = V 1 2 2 g Q 1 = Q 2 C d × A 1 × V 1 = A 2 × V 2 V 1 = V 2 C d h 0 = 1 . 5 6 × V 2 2 g o 2 1 o H f h 0 H L H = H f +h 0 H f = H h 0 H f = 0.30 × L " AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE E INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO DE LAS LOCALIDADES DE LUISPATA Y CHILCARACCRA, DEL DISTRITO DE TALAVERA, PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS – APURÍMAC

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hoja de calculo de captación de ladera

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CAPTACINLUISPATAPROYECTO:CAPATACION 01 : CHAUYACHAYOCPARA LA CAPTACIN DE UN MANANTIAL DE LADERA Y CONCENTRADODatosCaudal de aforo =1.79litros/segCaudal mximo =1.40litros/segCaudal mnimo =Caudal mximo diario =1.4litros/segCoeficiente descarga (Cd) =0.78Para captar agua del manantial para el proyecto se toma El 78% del caudal total de aforo que es 1.40 litros/ segClculo de la distancia entre el punto de afloramiento y la cmara hmeda (L)Desarrollo tericoEs necesario conocer la velocidad de pase y la prdida de carga sobre el orificio de salida. En la Figura 1, aplicando la ecuacin de Bernoulli entre los puntos 0 y 1, resulta:Fig. 1: Flujo del agua en un orificio de pared gruesaConsiderando los valores de Po, Vo, P1 y h1igual a cero, se tiene:Donde:ho=Altura entre el afloramiento y el orificio de entradaV1=Velocidad terica en m/sg =Aceleracin de la gravedad (9.81 m/s2)Mediante la ecuacin de continuidad considerando los puntos 1 y 2 se tiene:Siendo A1=A2Donde:V2=Velocidad de pase (se recomienda valores menores o iguales a 0.6 m/s)Cd=Coeficiente de descarga en el punto 1 (se asume 0.8)Reemplazando el valor de V1 de la ecuacin 1, se tienePara los clculos, ho es definida como la carga necesaria sobre el orificio de entrada que permite producir la velocidad de pase.En la figura 2 se observadonde Hf es la prdida de carga que servir para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captacin (L).Figura 2: Carga disponible y perdida de cargaCalculo del diseoClculo de la velocidad de pase (V)H=0.30mg =9.81m/sV =1.94Para un valor asumido de h=0.30 m y considerando la aceleracin de la gravedad g=9.81 m/s2 se obtiene una velocidad de pase V=1.94m/s. Dicho valor es mayor que la velocidad mxima recomendada de 0.6 m/s por lo que se asume para el diseo una velocidad de 0.6 m/s.Mediante la ecuacin 3 y la velocidad de 0.6m/s se determina la perdida de carga en el orificio, resultando ho=0.03 m. Con el valor ho se calcula el valor de Hf mediante la ecuacin 4, siendo:V=0.6m/selegido si V mayor a 0.6m/s se toma V= 0.6m/sH =0.30mho =0.03mHf=0.27mEl valor de L se define mediante la ecuacin 5L=0.90mL=0.90melegidoAncho de la pantalla (b)Desarrollo tericoPara determinar el ancho de la pantalla es encesario conocer el dimetro y el nmero de orificios que permitiran fluir el agua desde la zona de afloramiento hacia la cmara hmeda. Para el clculo del diametro de la tubera de entrada (D), se utilizan las siguientes ecuaciones:Donde:Qmx=Gasto mximo de la fuente en l/s.V=Velocidad de paso (se asume 0.50 m/s, siendo menor que el valor mximo recomendado de 0.60 m/s).A=rea de la tubera en m2.Cd=Coeficiente de descarga (0.60 a 0.80).g=Aceleracin gravitacional (9.81 m/s2).h=Carga sobre el centro del orificio (m).Despejando de la ecuacin 6 el valor de A resulta:Considerando la carga sobre el centro del orificio (ecuacin 7) el valor de A ser:El valor de D ser definido mediante:Para determinar el dimetro del orificio se utilizar la ecuacin 8 donde el valor del ra ser definida como:Qmx=1.4l/sV=0.60m/sCd=0.782122905A=0.003m2EL dimetro del orificio ser definido mediante :D=0.0618mD=6.18cmD=2"D=5.08cmNmero de orificios: se recomienda usar dimetros (D) menores o iguales a 2". Si se obtuvieran dimetros mayores ser necesario aumentar el nmero de orificios (NA), siendo:Para el clculo del ancho de la pantalla, se asume que para una buena distribucin del agua los orificios se deben ubicar como se muestra en la figura 3Figura 3: Distribucin de los orificios - pantalla frontalConocido el nmero de orificios y el dimetro de la tubera de entrada, se calcula el ancho de la pantalla (b) mediante la siguiente ecuacin:Donde:b=Ancho de la pantallaD=Dimtro del orificioNA=Nmero de orificiosCalculo del diseoComo el dimetro calculado de 2" es igual o menor que el dimetro mximo recomendado no habra ningn problemaEntoncesNA=2.48NA=2elegidoConocido el dimetro del orificio (D) de 2" y el numero de ajugeros (NA) igual a 2, el ancho de la pantalla (b) se determina mediante la ecuacin 11D=2"5.08cmNA=2b=86.36cmb=90cmelegidoPara el diseo se asume una seccin interna de la cmara hmeda de 0.90x0.90mEn la figura 4 se presenta la distribucin de los orificiosFigura 4: Distribucin de orificios en la pantallaAltura de la camara hmeda (Ht)Desarrollo tericoEn base a los elementos identificados en la figura 4 , la altura total de la cmara hmeda se calcula mediante la siguiente ecuacin:Donde:A=Se considera una altura mnima de 10 cm que permite la sedimentacin de la arena.B=Se considera la mitad del dimetro de la canastilla de salida.H=Altura de agua.D=Desnivel mnimo entre el nivel de ingreso del agua de afloramiento y el nivel de agua de la cmara hmeda (mnimo 3 cm).E=Borde libre (de 10 a 30 cms.).Figura 5: Altura total de la cmara humedaPara determinar la altura de la captacin, es necesario conocer la carga requerida para que el gasto de salida de la captacin pueda fluir por la tubera de conduccin. La carga requerida es determinada mediante la ecuacin 3.Donde:H=Carga requerida en m.V=Velocidad promedio en la salida de la tubera de la linea de conduccin en m/s.g=Aceleracin de la gravedad igual 9.81 m/s2.Se recomienda una altura mnima de H = 30 cmCalculo del diseoA=10cmmnimaB=3.81cmmitad de la canastilla de salidaD=3cmE=30cmEl valor de la carga requerida (H) se define mediante la ecuacin 3.Donde:Qmd=Gasto mximo diario en m3/s0.001400m3/sA=rea de la tubera en m20.003m2g=Aceleracin gravitacional (9.81 m/s2)9.81m/s2ResultaH=0.017m =1.73cmPara facilitar el paso del agua se asume una altura mnima de H=30cmReemplazando los valores identificados:Ht=76.81cmHt=80cmelegido para un incremento de daudalEn el diseo se considera una altura de 1.00mDimensionamiento de la canastillaDesarrollo tericoPara el dimensionamiento se considera que el dimetro de la canastilla debe ser 2 veces el dimetro de la tubera de salida a la lnea de conduccin (Dc) (ver figura 5); que el rea total de las ranuras (At) sea el doble del rea de la tubera de la linea de conduccin; y que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y manor a 6 Dc.Figura 6: Canastilla de salidaDonde:Conocidos los valores del rea total de ranuras y el rea de cada ranura se determina el nmero de ranuras:Clculo del diseoEl dimetro de la tubera de salida a la linea de conduccin (Dc), es de 1 ". Para el diseo se estima que el dimetro de la canastilla debe ser 2 veces el "Dc" por consiguiente:Dc=1.50pulg.Dc =1 "3.81cmDcanastilla=3.00pulg.AsumidoDcanastilla=3.00pulg.Se recomineda que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3Dc y menor a 6Dc.Lmin=11.43cmLmx=22.86cmLasumido=15.0cmAncho de la ranura= 7mm0.007mLargo de la ranura=5mm0.005mSiendo el rea de la ranura (Ar)=7x5=35 mm2Ar=0.000035rea total de las ranuras (At)=2Ac, considerando Ac como el rea transversal de la tubera de la linea de conduccin.=3.1415926536Ac=1.14E-03m2(para Dc =1")At=2.28E-03El valor de At no debe ser mayor al 50 % del rea lateral de la granadaDg=2pulg.0.0508mL=15.0cm0.15mAg=3.81E-03m2El nmero de ranuras resulta:=6.51E+01N de ranuras=65Tubera de reboseDesarrollo tericoEn la tubera de rebose y de limpia se recomiendan pedientes de 1 a 1.5% y considerando el caudal mximo de aforo, se determina el dimetro mediante la ecuacin de Hazen Williams (para C=140)Donde:D=Dimetro en pulg.Q=Gasto mximo de la fuente en l/s.hf=Prdida de carga unitaria en m/m.Clculo del diseoEl rebose se instala directamente a la tubera de limpia y para realizar la limpieza y evacuar el agua de la cmara hmeda, se levanta la tubera de rebose. La tubera de rebose y limpia tienen el mismo dimetro y se calculan mediante la siguiente ecuacin 14.Q=1.4litros/seghf=0.015m/mD=1.95pulgDimetro asumidoD=2pulgCono de rebose de 3 x 2 pulg

123344567891011121314DISEO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO DE CAMARA DE CAPTACIN CHAUHUACHAYOCC"AMPLIACIN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE E INSTALACIN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO DE LAS LOCALIDADES DE LUISPATA Y CHILCARACCRA, DEL DISTRITO DE TALAVERA, PROVINCIA DE ANDAHUAYLAS APURMAC

Hoja1

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