Memoria de Calculo Para El Diseño de Un Desarenador

8/18/2019 Memoria de Calculo Para El Diseño de Un Desarenador

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DISEÑO DE UN DESARENADOR PARA LA VEREDA SAN JOSÉ DELMUNICIPIO DE SAMACÁ, BOYACÁ

JUAN DAVID CRUZ BENITEZ

55512057

ING. LEIDY YOHANA ROJAS TORRES

SANEAMIENTO BÁSICO

UNIVERSIDAD DE BOYACÁ

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIA

TUNJA

2016


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CONTENIDO

Condiciones y valores a tener en cuenta................................................................ 3

Calculo de la dotación bruta ................................................................................... 3

Proyección de población y calculo de caudales ..................................................... 3

Proyección de población mediante el método geométrico .................................. 3

Calculo del caudal máximo diario QMD .............................................................. 4

Calculo de los parámetros de sedimentación ......................................................... 4

Velocidad de sedimentación de la partícula ........................................................ 4

Periodo de retención hidráulico .......................................................................... 4

Volumen del tanque ............................................................................................ 5

Área superficial del tanque ................................................................................. 5

Dimensiones del tanque L: B .............................................................................. 5

Carga hidráulica superficial ................................................................................ 5

Velocidad de la partícula critica en condiciones teóricas .................................... 6

Velocidad horizontal ........................................................................................... 6

Velocidad horizontal máxima .............................................................................. 6

Velocidad de resuspensión máxima ................................................................... 6

Condiciones de operación de los módulos ............................................................. 6

Cálculo de los elementos del desarenador ............................................................. 7

Vertedero de salida ............................................................................................ 7

Pantalla de salida ............................................................................................... 8

Pantalla de entrada ............................................................................................ 8

Almacenamiento de lodos .................................................................................. 8

Cámara de aquietamiento .................................................................................. 9


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CONDICIONES Y VALORES A TENER EN CUENTA

Población (Puc): 1.300 habitantes

Nivel de complejidad: MEDIO-ALTO

Dotación neta (dn): 125 L/hab*día

Tasa de crecimiento (r ): 1% = 0.01

Periodo de diseño ( ¥): 25 años

Porcentaje de pérdidas técnicas máximo admisible (%p): 25% = 0.25

Temperatura: 15°C

Grado de desarenador (n): 1 (sin deflector)

Profundidad útil de sedimentación (H): 1.5 m = 150 cm

Constante 1 (K1): 1.5

Relación longitud/ancho: 4:1

Requerimiento de agua en la planta de purificación: 1.1 L/s

Remoción de partículas de diámetro (d): 0.05 mm = 0.005 cm

Porcentaje de remoción: 75

Viscosidad cinemática (µ): 0.01146 cm/s2

CALCULO DE LA DOTACIÓN BRUTA = 1 % 1 = 125 ℎ∗í10,25 =166,67 ℎ∗í

PROYECCIÓN DE POBLACIÓN Y CALCULO DE CAUDALES

Proyección de población mediante el método geométrico = 1 + ¥ 2 = 1300 ℎ ∗ 1+0,01 = 1667,16 ℎ Calculo del caudal medio diario Qmd

= ∗ 86400 3


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4

= , ∗í∗, . =3,21 =3,21∗10− El divisor corresponde al número de segundos que tiene un día para poder obtenerun resultado en unidades expresadas con respecto a segundos.

Calculo del caudal máximo diario QMD = ∗ 4 =3,21 ∗1,5=4,8237 CALCULO DE LOS PARÁMETROS DE SEDIMENTACIÓN

Velocidad de sedimentación de la partícula

= 18 ∗ ∗ 5 = 981 18 ∗ 2,6510,01146 ∗ 0,005 =0,196 Periodo de retención hidráulico

Para poder conocer cuál será el periodo de retención hidráulico () es necesariohacer uso de la siguiente tabla, en la que se relacionan los conceptos de grado deldesarenador y eficiencia (1 y 75 para este caso, respectivamente) para obtener el

número de Hazen necesario para el cálculo deseado.

Por lo tanto =3,00 6


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5

En cuanto al tiempo:

= 7

= 150 9,196 = 765,3061 Por lo tanto, el periodo de retención hidráulico se puede calcular haciendo undespeje de la expresión 6 en donde: = 3,00 ∗ 8 = 3,00 ∗ 765,3061 = 2.295,9183 Volumen del tanque

= ∗ 9

=2.295,9183 ∗3,21∗10− = 7,3698 Área super ficial del tanque

= 10 = 7,3698 1,5 = 4,9132

Dimensiones del tanque L: B

= √ 4 11 = √ 4,9132 4 = 1,1082 = 4 ∗ 12 = 4 ∗ 1,1082 = 4,4331

Carga hidráulica superficial

= 13 = 3,21∗10− 4,9132 =6,2334∗10− ∗ = 56,4487 ∗í


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6

Velocidad de la partícula critica en condiciones teóricas = = 6 , 5 3 3 4 ∗ 1 0− =0,06533

= √ ∗ 1 8 ∗ ∗ 14 = 0,06533 ∗18∗0,01146 981 ∗2,651 =2,8854∗− = 0,03 Velocidad horizontal

= ∗

15 = 2,8854∗10− ∗4,43311,5 =8,3311∗10−

Velocidad horizontal máxima á = 2 0 ∗ 16 á =20∗0,196 =3,92 Velocidad de resuspensión máxima

= √ 8∗0,040,03 ∗ ∗ ∗ 17 = √ 8∗0,040,03 ∗981 ∗ 2,651 ∗0,005=9,29

CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS MÓDULOS

Operación inicial en el año 2016

= 166,66 ℎ∗í ∗1.300 ℎ86.400 =2,5076 Despejando la expresión 9 se obtiene que:

=


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Uno de los módulos sale de operación por emergencia o mantenimiento,condición en la que se debe garantizar que a la planta de purificación llegueel caudal máximo diario del año 2041 más el consumo de la planta depurificación:

ó: 4,8237 +1,1 =5,9237 = 7,369 2,5076∗10− = 2.938,6480 = 0,81 ℎ 0,5 ℎ ≤ ≤ 4 ℎ = ,∗ , ∗86.400=44,0971

CÁLCULO DE LOS ELEMENTOS DEL DESARENADOR

Vertedero de salida

= ( 1,84∗) 18

= 3,21∗10− 1,84 ∗ 1,1082 = 0,013

= ∗ 19 = 3,21∗10− 1,1082 ∗0,013 = 0,22 =0,36∗ +0,60∗ 20

=0,36∗ 0,22 +0,60∗ 0,013 = 0,18 Para evitar que se presenten fenómenos a la hora de que el sistema entre en

funcionamiento y el vertedero comience a evacuar agua con cierta cresta, velocidady tiempo es necesario agregar un espacio de entre 10 y 15 cm para evitar problemascon las paredes del sistema. = 0,18 + 0,1 = 0,28


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Pantalla de salida

= 2 21

= 1,5 2 = 0,75

= 15 ∗ 22 =15∗0,013 =0,195 Pantalla de entrada

= 1,5 2 = 0,75

á =4 23

á = 4,4331 4 = 1,1082 Almacenamiento de lodos

Relación longitud: prof. Lodos = 10

á = 10 24

á =4,4331

10 = 0,4431

Profundidad máxima adoptada: 1 m

Profundidad mínima adoptada: 0,80 m

. . á = 3 25 . . á = 4,4331 3 = 1,4777

.. =2 ∗

3 26

. . = 2 ∗ 4,4331 3 = 2,9554 = 1 0 , 8 á 27 = 1 0 , 81,1082 =0,1804=18,1%


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9

( 3) = 1 0 , 8.. á 28 (

3) = 10,8

1,4777 =0,13534=13,5%

(2 ∗ 3 ) = 1 0 , 8. . 29 (2 ∗ 3 ) = 1 0 , 82,9554 =0,091=9,1% Cámara de aquietamiento

= 3 30

= 1,5 3 = 0,5

ℎ = 3 31 ℎ = 1,1082 3 = 0,3694 = 1,00

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