Diseño Captación de Ladera
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CALCULO HIDRAULICO PARA EL DISEÑO DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLECASERIO CUCHIC
1) Calculo de Población Futura:
Donde: Población actual: Pa= 672 habCoeficiente vegetativo: r= 2.40 %Número de años para el futuro: t= 20 años
Poblacion Futura: Pf= 995 hab
2) Determinación del Qmh (Caudal Máximo Horario):
Primeramente determinamos el Qm:
Donde: Población futura: Pf= 995 habDotación: Dot= 50 lt/hab/día
Consumo Medio: Qm= 0.58 lt/sQm= 0.72 lt/s *20% de pérdidas
Hallamos el Qmh:
Coeficiente según reglamento: K2= 2.0
Consumo Máximo Horario: Qmh= 1.44 lt/s
Hallamos el Qmd:
Coeficiente según reglamento: K1= 1.3
Consumo Máximo Diario: Qmd= 0.94 lt/s
Usamos el el Método de crecimiento vegetativo: de las poblaciones (usado por el Ministerio de Salud) para proyectos de crecimientos en zonas rurales, cuya expresión matemática es:
Pf Pa(1 r t)
mPf DotQ86400
2Qmh k Qm
1Qmd k Qm
DISEÑO DE CAPTACION EN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADO
Datos de la Fuente:Gasto Máximo de la Fuente: Qmax= 1.40 lts./seg.Gasto Mínimo de la Fuente: Qmin= 1.00 lts./seg.
Gasto Máximo Diario: Qmd= 0.94 lts./seg.
1. Cálculo de la distancia en el punto de afloramiento y la cámara húmeda (L).
Es necesario conocer la velocidad de pase y la pérdida de carga sobre el orificio de salida.
Donde:
0.80
g: Aceleración de la graveddad 9.81
0.40 m
V = 2.24 m/s (en la entrada a la tubería)
Se recomienda valores menores o iguales a 0.60 m/seg.
0.50 m/s
0.020 m
0.38 m
1.27 m
2. Ancho de la pantalla (b)
Cáculo del diámetro de la tubería de entrada (D)
Sabemos que:
A = 0.0035 m2
D = 0.0668 m
D = 2 3/5 ''
Como el diámetro calculado es mayor que el diámetro máximo recomendado de 2'', se asume
D = 1 1/2 ''
Cálculo del número de orificios (NA)
NA = 4.00 4
El valor de la velocidad (V) es: V = Cd * [ 2gho ]1/2
Cd: Coeficiente de descarga, (valores entre 0.60 a 0.80), asumiremos
m/seg2
ho: Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomienda valores de 0.40 a 0.50m), asumiremos
Se asume V:
Perdida de carga en el orificio: ho = 1.56 V2 / 2g =
Hf = H - ho =
Donde Hf es la pérdida de carga que servirá para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captación (L):
Siendo: Hf = 0.30 / L, se tiene
L = Hf / 0.30 =
A = Qmáx / Cd * V
El diámetro del orificio será definido mediante: D = [ 4 A / Π]1/2
NORIFICIOS = (ADIAMETRO CALCULADO / ADIAMETRO ASUMIDO) + 1
NORIFICIOS = (DC / Da)2 + 1
, asumiéndose NA =
Cálculo del ancho de la pantalla (b)
Conocido el número de orificios y el diámetro de la tubería de entrada se calcula el ancho de la pantalla (b)
b = 9 D + 4 NA * D
b = 95.25 cm.
Para el diseño se asume una sección interna de la cámara húmeda de: 1.00 x 1.10 m
4 orificios
……….
6D=24 cmD=4 cm
3D=12.1 cmD=4 cm D=4 cm
3D=12.1 cmD=4 cm
6D=24 cm
b=100 cm
A : Se considera una altura mínima de 10 cm, que permite la sedimentación de la arena.
B : Se considera el diámetro de salida.
H : Altura de agua sobre la canastilla.
Donde: Caudal máximo diario: 0.000936
Area de la tuberia de salida: A = 0.001140
Por tanto: Altura calculada: H = 0.053556396Se recomienda una altura mínima de H = 30 cm.
D : Desnivel mínimo entre el nivel de ingresp del agua del afloramiento y el nivel de agua de la cámara húmeda (mínimo 5 cm).
E : Borde libre (mínimo 30 cm).
Se tiene:A = 10.00 cm.B = 6.60 cm.
H = 30.00 cm.D = 10.00 cm.
E = 25.00 cm. 81.60 cm.
Para el diseño se considera una altura de: 0.80 m
4. Dimensionamiento de la canastilla
3. Altura de la cámara húmeda (Ht)
Para determinar la altura de la cámara húmeda (Ht) se utilizará la ecuación: Ht = A + B + H + D + E
H = 1.56 * V2 / 2g = 1.56 * Qmd2 / 2gA2
Qmd =
Reemplazando los valores identificados, la altura Hf es:
Hf =
Hf =
E
A
B
H
D
3 pulg
L= 3.00 x 1.50 = 4.5 pulg = 11.43 cmL= 6.00 x 1.50 = 9 pulg = 22.86 cm
Asumimos: L= 20.0 cm
Siendo las medidas de las ranuras: Ancho de la ranura= 5 mm (medida recomendada)Largo de la ranura= 7 mm (medida recomendada)
Siendo el área de la ranura: Ar= 35 mm2 = 0.0000350
Siendo: Area seccion tuberia de salida: 0.0011401
0.0022802
Donde: Diámetro de la granada: 3 pulg = 7.62 cm
L= 20.0 cm
0.0239389
Por consiguiente: OK!
Determinar el número de ranuras:
65
4) Calculo de Rebose y Limpia:
La tubería de rebose y limpia tienen el mismo diámetro y se calculan mediante la siguiente ecuación:
Donde: Gasto máximo de la fuente: 1.40 l/s
Perdida de carga unitaria en m/m: 0.015 m/m (valor recomendado)
Diámetro de la tubería de rebose: 1.949 pulg.
Asumimos un diámetro comercial: 2 pulg.
Cono de rebose de: 2 x 2 pulg.
El diámetro de la canastilla debe ser dos veces el diametro de la linea de conducción: Dcanastilla = 2 Da
Dcanastilla =
Se recomienda que la longitud de la canastilla sea mayor a 3Da y menor que 6Da:
m2
Debemos determinar el área total de las ranuras: ATOTAL = 2 Ac
Ac = Π Dc2 / 4 = m2
ATOTAL = 2 Ac = m2
El valor de ATOTAL debe ser menor que el 50% del área lateral de la granada (Ag)
Ag = 0.5 * Dg * L
Dg =
Ag = m2
ATOTAL < Ag
NRANURAS = ATOTAL DE RANURA / AREARANURA NRANURA =
Dr = 0.71 x Q0.38 / hf0.21
Qmax =
hf =
Dr =
Dr =