Diseño de Bocatoma y Desarenador Kimbalate

(1)

DISEÑO DE ES

DISEÑO DE ESTRUCTURA

TRUCTURA DE CAPT

DE CAPTACIÓN

ACIÓN

PROYECTO PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE CAPTACION KIMBALATE SOLICITAN

SOLICITANTE TE : PSI : PSI FECHAFECHA : 20 DE MARZO 2016 : 20 DE MARZO 2016 DISEÑO DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN

DISEÑO DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN

h

ho =o = 3 3 ØØm + m + bb..ll.. , , aallttuurra a ddeel l uummbbrraal l ddeel l oorriiffiicciioo

donde: donde: Øm

Øm == DiDiámámetetro ro memedidio do de le los os sesedidimementntos os mamas gs gruruesesosos bb..ll. =. = BBoorrdde e lliibbrre e ≈ ≈ 00..110 0 mm

ccoonnddiicciinn:: 00..! ! m m " " hho o " " 11..0 0 mm

Øm =

Øm = 0.0# m0.0# m b.l. =

b.l. = 0.10 m0.10 m ==$$ hho o == 00..11# # mm

. . .

%erificar la &ltura%erificar la &ltura 0.!0 m0.!0 m

'or

'or (o(orcrcheheimimerer:: )a)aududal al de de caca*t*tacaciin a n a trtraas s de de la la eentntananaa

) )oorroonna a aanncchhaa 00..-- 00..##11 / / ccaa* * == !! 33 )

)oorroonna a aanncchha a rreeddoonnddeeaaddaa 00..## 00..####

donde: donde:

)

)aanntto o aaffiillaaddoo 00..!! 00..--

 == )oe)oef. f. del del erertedtedo o segseg2n 2n la la forforma ma de de la la crecrestasta 

 == oongng. . de de la la eentntanana a de de caca*t*tacaciinn

)

)iimma a rreeddoonnddeeaaddaa 00..44 h

h == &lt&ltura ura de de la la carcarga ga sobsobre re el el erertedtedero ero de de la la enentantanaa

55ii**o o ccrreeaaggeerr 00..44## / ca* =

/ ca* = 0.0!- m67seg0.0!- m67seg  =

 = 0.##0.##  =

 = 0.3# m0.3# m ==$$ h h == 00..11!!! ! mm

. . .

incluiremos 0.0!# m de correccin *or obstruccin =incluiremos 0.0!# m de correccin *or obstruccin =

8tili9aremos: 8tili9aremos:   == 00..33# # mm h = h = 0.1# m0.1# m : "INSTAL

: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEACION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KGO POR ASPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALIMBALETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYETE, CC. AYACCASI , DISTRITO ACCASI , DISTRITO VELILLVELILL CHUMBIVILCAS  CUSCO".

CHUMBIVILCAS  CUSCO".

a entan

a entana en a en una estruuna estructura de ctura de ca*tacin, ca*tacin, tiene la tiene la funcin funcin de ca*tade ca*tar el cr el caudal a audal a utili9arutili9ar, ademá, además sta s sta trabaa trabaa en e*ocaen e*ocas de s de estiae coestiae como ertemo ertedero ; dero ; la cargla carga neca nec *roduce el remanso generado *or el a9ud, ; en e*oca de crecidas como orificio, tambin se debe tener en cuenta <ue las reillas de entrada ocacionan *rdidas *roduce el remanso generado *or el a9ud, ; en e*oca de crecidas como orificio, tambin se debe tener en cuenta <ue las reillas de entrada ocacionan *rdidas <ue se deben tener en consideracin.

<ue se deben tener en consideracin.

I. Cálculo de la Altura del Umbral d

I. Cálculo de la Altura del Umbral del Orificio

el Orificio

II. Cálculo de

II. Cálculo de la Ventana de Captación como Vertedero

la Ventana de Captación como Vertedero

   ! g h    ! g h33

co

commo o aaloloreres s **aara ra eel l **rereddimimeensnsioionn la entana la entana h h L L

(2)

DISEÑO DE ESTRUCTU

DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPT

RA DE CAPTACIÓN

ACIÓN

PROYECTO PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE CAPTACION KIMBALATE SOLICIT

SOLICITANTE ANTE _{: PSI}_{: PSI} FECHAFECHA _{: 20 DE MARZO 2016}_{: 20 DE MARZO 2016} : "INSTAL

: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR AACION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KIMBALESPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALETETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYA, CC. AYACCASI , DISTRITO VELILLCCASI , DISTRITO VELILL CHUMBIVILCAS  CUSCO".

>n condiciones e?tremas @caudal de aenidaA la

>n condiciones e?tremas @caudal de aenidaA la entana de ca*tacin se entana de ca*tacin se com*orta como orificio de descarga sumergidacom*orta como orificio de descarga sumergida

e

e n n = = eses*a*acicio o enentrtre e babarrrras as == 0.10 m0.10 m e g

e g = = eses*a*acicio eo entntre re babarrrras as memedidias as == 0.11 m0.11 m

D

Deetteerrmmiinnaarreemmoos s eel l nnuumm. . dde e bbaarrrraass:: C C dde e bbaarrrraas =s = 33..0000 bbaarrrraass

'

'rrddiidda a **oor r rreeiillllaa: : ==$$ a a n n == 00..00# # mm a a g g == 00..111 1 mm =$

=$ e

e nn77e e g g == 00..EE-- a a nn77a a g g == 00..##00 F F t t == 00..EE

==$$ % % iinng g == 00..--  m77sseeggm % % n n == 00..33  mm77sseegg

((iinnaallmmeennttee:: h h r r == 00..0000E E mm . . . **rrddiidda a dde e ccaarrgga a **oor r rreeiillllaa

/

/ ccaa* * == 00..00! ! mm6677sseegg ))aauuddaal l dde e ccaa**ttaacciin n **oor r lla a eennttaannaa hho o == 00..!!0 0 mm &&llttuurra a ddeel l uummbbrraal l dde e lla a eennttaanna a dde e ccaa**ttaacciinn h =

h = 00..11# # mm &&llttuurra a dde e lla a eennttaanna a dde e ccaa**ttaacciinn 

 == 00..--0 0 mm aarrggo o dde e lla a eennttaanna a dde e ccaa**ttaacciinn B

B... . == 00..110 0 mm BBoorrdde e lliibbrre e ssoobbrre e lla a eennttaanna a dde e ccaa**ttaacciinn h

h r r == 00..0000E E mm ''rrddiidda a dde e ccaarrgga a **oor r lla a rreeiilllla a een n lla a eennttaannaa

III. Cálculo de las

III. Cálculo de las pérdidas por Rejilla en la

pérdidas por Rejilla en la Venta

Ventana de Captación

na de Captación

IV. Dimensionamiento Final de la Ventana de Captación

e

nn

/

ca*.ca*.

e

gg h h h hoo Q Qinging 0.20 0.20 L L

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DISEÑO DE ESTRUCTU

DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPT

RA DE CAPTACIÓN

ACIÓN

PROYECTO PROYECTO

SOLICITANTE ANTE _{: PSI}_{: PSI} FECHAFECHA _{: 20 DE MARZO 2016}_{: 20 DE MARZO 2016} : "INSTAL

: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR AACION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KIMBALESPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALETETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYA, CC. AYACCASI , DISTRITO VELILLCCASI , DISTRITO VELILL CHUMBIVILCAS  CUSCO".

>n condiciones e?tremas @caudal de aenidaA la

>n condiciones e?tremas @caudal de aenidaA la entana de ca*tacin se entana de ca*tacin se com*orta como orificio de descarga sumergidacom*orta como orificio de descarga sumergida

e

e n n = = eses*a*acicio o enentrtre e babarrrras as == 0.10 m0.10 m e g

e g = = eses*a*acicio eo entntre re babarrrras as memedidias as == 0.11 m0.11 m

D

Deetteerrmmiinnaarreemmoos s eel l nnuumm. . dde e bbaarrrraass:: C C dde e bbaarrrraas =s = 33..0000 bbaarrrraass

'

'rrddiidda a **oor r rreeiillllaa: : ==$$ a a n n == 00..00# # mm a a g g == 00..111 1 mm =$

=$ e

e nn77e e g g == 00..EE-- a a nn77a a g g == 00..##00 F F t t == 00..EE

==$$ % % iinng g == 00..--  m77sseeggm % % n n == 00..33  mm77sseegg

((iinnaallmmeennttee:: h h r r == 00..0000E E mm . . . **rrddiidda a dde e ccaarrgga a **oor r rreeiillllaa

/

/ ccaa* * == 00..00! ! mm6677sseegg ))aauuddaal l dde e ccaa**ttaacciin n **oor r lla a eennttaannaa hho o == 00..!!0 0 mm &&llttuurra a ddeel l uummbbrraal l dde e lla a eennttaanna a dde e ccaa**ttaacciinn h =

h = 00..11# # mm &&llttuurra a dde e lla a eennttaanna a dde e ccaa**ttaacciinn 

 == 00..--0 0 mm aarrggo o dde e lla a eennttaanna a dde e ccaa**ttaacciinn B

B... . == 00..110 0 mm BBoorrdde e lliibbrre e ssoobbrre e lla a eennttaanna a dde e ccaa**ttaacciinn h

h r r == 00..0000E E mm ''rrddiidda a dde e ccaarrgga a **oor r lla a rreeiilllla a een n lla a eennttaannaa

III. Cálculo de las

III. Cálculo de las pérdidas por Rejilla en la

pérdidas por Rejilla en la Venta

Ventana de Captación

na de Captación

IV. Dimensionamiento Final de la Ventana de Captación

e

nn

/

ca*.ca*.

e

gg h h h hoo Q Qinging 0.20 0.20 L L

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DISEÑO DE ESTRUCTU

DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPT

RA DE CAPTACIÓN

ACIÓN

PROYECTO PROYECTO

SOLICITANTE ANTE : PSI : PSI FECHAFECHA : 20 DE MARZO 2016 : 20 DE MARZO 2016 : "INSTALAC

: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR AION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KIMBALSPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALEETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYATE, CC. AYACCASI , DISTRITO VELILLCCASI , DISTRITO VELILL CHUMBIVILCAS  CUSCO".

DISEÑO DEL BARRAJE DISEÑO DEL BARRAJE

'

' == hho o + + h h + + 00..110 0 mm . . . &&llttuurra a ddeel l ''aarraammeennttoo

' ' == 00..EE0 0 mm / /bb== !! 33 donde: donde: /

/ b b == ))aauuddaal l mmáá??iimmo o ddeel l rrGGo o ==$$ / / b b == 10.0 m67seg10.0 m67seg )

)d d == ))ooeeff. . dde e ddeessccaarrggaa, , aarriia a eennttrre e 00..1 1 H H 00..44# # ==$$ ))d d == 0.4#0.4# 

 == oonngg..ddeellbbaarrrraaee  == .E0 m.E0 m

I

Io o == &l&ltuturra a de de ccararga ga ssobobrre e eel l babarrrraaee

==$$ IIo o == 00..EE00  m m ==$$ &llttuurra & a dde e mmuurroos s == 11..EE0 0 mm

@JA >l diseKo del Barrae se toma *ara un '

@JA >l diseKo del Barrae se toma *ara un ' eriodo de Letorno de !# &Kos.eriodo de Letorno de !# &Kos.

;

; == HHFF ??

eennddiieenntte

e A

A!!uuaas

s A

Arrrriibbaa

"

nn

I

Ioo IIoo 55aalluudd%%eerrttiiccaall 00..EE## 11..EE##

1

1 I I : : 3 3 %% 11..33 11..EE33

ddoonnddee:: !!II::33%% 11..33 11..EE1100

nn, , FF ddee**eennddeen n ddeel l ttaalluud d ddeel l **aarraammeenntto o aagguuaas s aarrrriibbaa.. 3 3 I I : : 3 3 %% 11..EE4433 11..4444

?? 00..00# # mm 00..110 0 mm 00..11# # mm 00..!!0 0 mm 00..!!# # mm 00..330 0 mm 00..--0 0 mm 00..##0 0 mm 00..0 0 mm 00..440 0 mm 00..EE0 0 mm 00..0 0 mm ;; 00..000 0 mm HH00..001 1 mm HH00..003 3 mm HH00..00# # mm HH00..00E E mm HH00..111 1 mm HH00..11  mm HH00..!!E E mm HH00..--0 0 mm HH00..##3 3 mm HH00..E E mm HH00..EE- - mm >?isten diferen

>?isten diferentes ti*os de barraes, la elecctes ti*os de barraes, la eleccin entre barrae fio, moiin entre barrae fio, moil o mi?to, está sueto al com*ortal o mi?to, está sueto al com*ortamiento del rGo durantmiento del rGo durante la *oca de aenida. Mi el niel de le la *oca de aenida. Mi el niel de l en es*ecial aguas arriba del barrae fio aumenta ; *uede causar inundaciones entonces será necesario aumentar un barrae mil *ara controlar el aumento del en es*ecial aguas arriba del barrae fio aumenta ; *uede causar inundaciones entonces será necesario aumentar un barrae mil *ara controlar el aumento del agua sin causar *roblemas de inundacin.

agua sin causar *roblemas de inundacin.

I. Cálculo de la Altura del

I. Cálculo de la Altura del #arraje Verte

#arraje Vertedero

dero

II. Cálculo de la Altura de Car!a sobre el #arraje

)d ! g  Io )d ! g  Io37!37!

III. Determinación del erfil del #arraje

a forma ideal es la del *erfil de

a forma ideal es la del *erfil de la su*erficie inferior de la na*a aireada del escurrimla su*erficie inferior de la na*a aireada del escurrimiento sobre un ertedero de cresta afilada, el cual se conoce con el nombre diento sobre un ertedero de cresta afilada, el cual se conoce con el nombre d )reager. )reager. nn

0 0..0

00 0 m

m

0 0..2

20 0 m

m

0 0..4

40 0 m

m

0 0..6

60 0 m

m

0 0..8

80 0 m

m

1 1..0

00 0 m

m

1 1..2

20 0 m

m

-1.20 m

-1.00 m

-0.80 m

-0.60 m

-0.40 m

-0.20 m

0.00 m

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DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN

PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE

SOLICITANTE : PSI FECHA : 20 DE MARZO 2016

: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYACCASI , DISTRITO VELILL CHUMBIVILCAS  CUSCO".

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DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN

PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE

DISEÑO DEL CANAL DE LIMPIA

% cl = 1.# c  d %elocidad re<uerida *ara iniciar el arrastre

donde: =$

$aterial

c

c = )oef. en funcin del ti*o de material de arrastre &rena ; graa redondeada 3.!

d = Diámetro del grano ma;or a ser arrastrado @mA Meccin cuadrada 3.

Ne9cla de graa ; arena -.# 3.#

=$ c = -.#

d = 0.10 m =$ % cl = !.13 m7seg

Meg2n &. Nansen B = / cl . . . &ncho del )anal de im*ia @mA <

<= ...

g

>s una estructura <ue *ermite reducir la cantidad de sedimentos <ue trata de ingresar al canal de deriacin, arrastrando el material <ue se acumula delante de l de ca*tacin. Mu ubicacin recomendada es *er*endicular al ee del barrae ertedero ; su fluo *aralelo al del rGo a menos <ue se realice un modelo hidráulico <u determine otras condiciones.

I. Cálculo de la Velocidad de arrastre en el Canal de %impia

II. Anc&o del Canal de %impia

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DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN

PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE

donde:

/ cl = )audal <ue *asa *or el canal de lim*ia, como minimo = ! / ca*, o el caudal medio del rGo %elocidad en el canal de lim*ia, se recomienda <ue est entre 1.# m7seg. a 3 m7seg.

=$ < = 0. m7seg =$ / cl = 0.3# m67seg

B = 0.3# m , &sumimos: B = 0.-0 m

>s recomendable <ue el canal de lim*ia tenga un *endiente <ue genere la elocidad de lim*ia.

Mc = . . . 'endiente crGtica

donde:

<= =$ <= 0.m7seg

n= )oef.deNanning n= 0.01

=$ Mc = 0.003! )omo es una *endiente mu; suae utili9aremos: Mc = 0.0#

DISEÑO DEL COLCHÓN DISIPADOR

%3_{cl =}

III. endiente del Canal de %impia

n! _g107

<!7

)audal unitario @m!_7seg.A

Debido a la colocacin del barrae ertedero en el cauce del rGo se genera un imcremento de energGa *otencial <ue se transforma en energGa cintica al momento el agua *or encima del barrae. Me constru;en estructuras de disi*acin aguas abao del barrae, con el obeto de formar un salto hidráulico, *ara disi*ar la energG ganada.

(8)

DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN

PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE

&*licamos balance de energGa entre 0 ; 1: >o = >1 + hf o H1

donde:

)o = )ota del terreno al *ie del *aramento aguas arriba )1 = )ota del colchn disi*ador

' = &ltura del *aramento

Io = &ltura de carga sobre el barrae d1 = 5irante conugado menor hf o H1 =

%o = %elocidad de llegada o de a*ro?imacin %1 = %elocidad en el *ie del barrae

< = Oasto unitario sobre el barrae / = )audal sobre el barrae  = ong. del barrae

Me tendrán las siguentes consideraciones:

)o H )1 = 0.!0 m , además: %o = @ / 7  A 7 @ ' + Io A =$ %o = 1.00 m7seg

)on lo <ue nos <uedará la siguiente ecuacin:

'ara sim*licidad de *rocesamiento tomaremos:

donde: resoliendotenemos:

&= 1.00 &= 1.00

B= B= H1.E# d1= 0.10m

)= 0.00 )= 0.00

D= D= 0.13

Lesoliendo *ara hallar el tirante conugado ma;or @d!A

d!= d1 =$ %1 =$ %1= 1.03m7seg

2  g d1

1.1E (luo su*ercrGtico =$ d! = 0.#! m

I. Cálculo del 'irante conju!ado menor (d)* + tirante conju!ado ma+or (d,*

)o + ' + Io + %o!_{7 !g =} _{)1 + d1 +%1}!_{7 !g + 0.1 %o}!_{7 !g}

'rdida de carga *or friccin entre 0 H 1 ≈ 0.1 %o!_{7 !g}

)o H )1 + ' + Io + 0. %o!_{7 !g = @/}!_{7 @!g }!_d1!_{AA + d1}

@)o H )1 + ' + Io + 0. %o!_{7 !gA d1}!_{= d1}3_+@/!_{7 @!g }!_AA

& d13_{+ B d1}!_{+ ) d1 + D = 0}

H @)o H )1 + ' + Io + 0. %o!_{7 !gA}

@/!_{7 !g }!_A

 1 + E (r!₁_H₁ _(r1₌

(9)

DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN

PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE

MchoPlitsch:  c =  @d! H d1A  c = !.#3 m 'romediamos:  c = -.44 m

Mafrane9:  c =  d1 (r1  c = .41 m

8MBL:  c = - d!  c = !.0E m 8tili9aremos:  c = #.00 m

DISEÑO DEL ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERA

&l final del colchn disi*ador es necesario colocar una escollera o enrocado con el fin de reducir el efecto erosio ; contrarestar el arrastre *or accin de filtraci

 s = 0. )b  Dl 1.1!  < Db 7 Dl H 1 . . . ong. de >scollera recomendad *or Bligh

donde:

)b = )oef. de Blihg Dl =

Db =

< = )audal de diseKo *or unidad de longitud del barrae

II. Cálculo de la %on!itud del Colc&ón Disipador

I. Cálculo de la %on!itud de -scollera

&ltura com*rendida entre el niel del agua en el e?tremo aguas abao del colchn disi*ador ; la cota de la cresta del barrae.

&ltura com*rendida entre la cota del estremo aguas abao del colchn disi*ador ; la cota de la cresta del barrae.

(10)

DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN

PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE

=$

%ec&o del cauce

'amao !rano (mm*

C (#li!&*

&rena fina ; imo 0.00# a 0.01 1E

&renafina 0.1a0.!# 1#

&renaOruesa 0.#a1.0 1!

Oraas;arena 

Boloneria,graas;arena - 

&rcilla  4

=$ Dl = 0.-Em =$ s= 1.4- m Le<uiere >nrocado

Db = 1.00 m

< = 1.0 m7seg =$ &sumimos:  s = !.00 m

'or Ne;er H 'eter: < = 0.0#! . . . )audal unitario =$ Ø =

M 0.0#!

donde:

Ø = Diámetro má?imo <ue arrastra @mA =$ Ø = 0.14 m =$ &sumimos: Ø =

M = 'endiente del rGo = 0.0#

CÁLCULO DE LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN

Ntodo de ischtan H ebedie

ds= / &

Be

 = )oef. de contraccin *roducido *or las *ilas @ = 1, si no ha; contraccionesA Dm = Diámetro medio del material del cauce en mm

)oef. <ue toma en cuenta el *eriodo de retorno del / ? = %alor <ue de*ende del Dm

dm = 5irante medio del cauce

do = 5irante normal *ara aenida de diseKo / = )audal de má?ima aenida

& = &rea *ara aenida de diseKo Be = &ncho efectio del cauce

II. Cálculo del Diámetro de la -scollera

Ø 37! _{< M}37! 37!

α

do

#73 17@?+1A _{, α =} _{, dm =}

0.E Dm0.!E_β _dm#73_{ Be}

(11)

DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN

PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE

eriodo de retorno ' (aos*

100 1 0.44 #0 ! 0.E! !0 # 0.E # !0 0.-! #0 0.4 1 100 1.00 0.3 300 1.03 0.! #00 1.0# 0.1 1000 1.04 =$ &= 0.-# m Be = -.00 m do = 0.1# m Dm = 1#0 =$ dm= 0.11m 103.-m7seg =$ ds = 1.#! m

a socaacin es mGnima *or lo <ue con fines constructioos asumiremos un dentelln de: 'd = 0.#0 m

Coeficiente

β

robabilidad anual de /ue se presente el

caudal de diseo (0* Coeficienteβ

(12)

0.1# m

E, PROV.

esaria la n el gasto

(13)

(14)

, PROV. 1.00 m H1.0! m s aguas, iel del 'erfil

(15)

(16)

, PROV.

0.-#

entana

(17)

, PROV.

de erter cintica

(18)

, PROV.

(19)

, PROV.

(20)

E, PROV.

(21)

E, PROV.

(22)

DI1-2O D- D-1AR-3ADOR 4' 5 ,6.,7 %it8s 9

"I$#A%A'-RO:-C'O ;

DA'O1;

)audal de conduccin @/A

!-.!0 l7s

&ltura

del

canal

de

ingreso

@hA

0.-0

m

5irante del agua en el canal de ingreso@QA

0.13 m

&ncho de seccin del canal de ingreso @bA

0.-0 m

&ngulo de diergencia de transicin @RA

!!.#0 C

%elocidad longitudinal en el desarenador @%A

0.30 m7s

Diámetro mGn. de las *articulas a decantar @ØA

0.30 mm

&ncho desarenador en relacin altura de agua B =

! I

)oeficiente

de

seguridad

@

)

A

!

CA%CU%O1

a altura de aguas @IA en el desarenador de*ende de la elocidad @%A,

el caudal @/A ; el ancho @ B A del desarenador S luego usando la

ecuacin de continuidad / = %JBJI, se tiene I =

0.!0 m

uego, el ancho del desarenador resulta B =

0.-# m

a elocidad de decantacin ara el diámetro de la artGcula definida

seg2n el dato e?*erimental de &rPhangeisPi es T =

3.!-0cm7s

Meg2n la ecuacin de MtoPes ; tomando la e?resin de MoPolo ara

siguiente *ara la longitud del desarenador @A



=

1.1E

J

)

J

h

J

%

7 T =

-.-0

m

U1AR

7.<= m

%A3'A

7.<= m

0.-E m

-.#0 m

0.-E m

R

0.-0 m

45,6.,7 l8s

0.E0 m

-RFI%

0.!4 m

>I31'A%ACIO3 D- 1I1'-$A D- RI-?O OR A1-R1I@3 "I$#A%-'- 1-C'

CC. A:ACCA1I  DI1'RI'O V-%I%%- ROV. CBU$#IVI%CA1  CU1CO>.

(23)

DI1-2O D- D-1AR-3ADOR 4' 5 ,6.,7 %it8s 9

"I$#A%A'-RO:-C'O ;

>I31'A%ACIO3 D- 1I1'-$A D- RI-?O OR A1-R1I@3 "I$#A%-'- 1-C'

_{CC. A:ACCA1I  DI1'RI'O V-%I%%- ROV. CBU$#IVI%CA1  CU1CO>.}

(24)

Asumido

7.E7 m

7.7 m

Asumido

6.=7 m

R "I$#A%-'-

(25)

(26)

D-1AR-3ADOR

"I$#A%A'--1 1O%O ARA V-R %O1 R"I$#A%A'--1U%'ADO1 DURA3'- -% DI1-2O

R-1U%'ADO1

%A3'A

0.0

m

-.-0

m

0.0

m

R

0.-0 m

0.-# m

45,6.,7 l8s

-RFI%

0.!4 m 0.13 m

0.!0 m

0.0 m

0.13 m @*ara sedimentosA

(27)

(28)

TABLA 9.1

CLASIFICACION DEL MATERIAL EN SUSPENSION SEGÚN SU TAMAÑO

MATERIAL

DIAMETRO (mm)

MATERIAL

DIAMETRO (mm)

GRAVILLA:

FANGO:

Gruesa

>2.0

Grueso

Fina

2.0 -

1.0 Medio

0.05 -

0.01 ARENA:

Fino

0.01 -

0.005 Gruesa

1.0 -

0.5 ARCILLA:

Media

0.5 -

0.25 Gruesa

Fina

0.25 -

0.10 Media

0.005 -

0.001 Muy

fina

0.10 -

0.05 Fina

0.001 -

0.0001

(29)

DISEÑO HIDRAÚLICO DESARENADOR

1.-

CALCULO DEL DIAMETRO DE LAS PARTICULAS A SEDIMENTAR

Los desarenadores se diseñan para un determinado diametro de párticulas, es decir,

que se supone que todas las particulas de diametro superior al escogido debe depositarse.

por ejemplo el valor de diametro maximo de particula normalmente admitido para plantas

hidroelectricas es de 0.25 mm. . En lo sistemas de riego generalmente se acepta hasta

diametros de .5 mm.

DATOS:

D=

0.2 mm

Diametro de la Particula

Q=

24.2 L/s

Caudal

de Diseño

=

0.018 !u"osidad de #ai" $%C%

i=

2 &ediete 'trada ( )alida del caal

2.-

CALCULO DE VELOCIDAD DE FLUJO

La *elocidad e u desareador se cosidera leta cuado esta com&redida etre 0+10 a 0+60

La eleccio &uede ser ar,itraria o &uede realiarse o utiliado la ormula de Cam&.

Dode

d=

*elocidad de escurrimieto cm/s

d =

0.20 diametro mm.

a=

44 costate e ucio al diametro

Diametro D mm

a

D

3 0+1mm

1

0.1mm3 D3 1mm

44 D

5 1mm

6

d=

17.68 cm/s

Vd=

0.20 m/s

velocidad de escurrimiento

3.-

ANCHO DE CAMARA ( asumido)

B=

0.35 m

)e asume

=

0.60 m

por factor

9omado e cueta :ue

relacion H/B =

0.86 ;<Cum

.-

ALTURA DE LA CAMARA DE SEDIMENTACION

>

o

V

_d

₌

a

√

d

V

_d

₌

44 √

0 . 2 0

H

=

Q

v

∗

B

0 . 8_≤ H B ≤1

(30)

Caudal

de diseño

Q=

0.0242

m/s

Por

lo

tato

$= 0.1821 m

&or lo :ue asumimos

H=

0.30 m

)e asume

$=

0.50 por factor constru

V!i"#a#io$ d% &i'o d F%uo

=

0.61?467 m/s

!umero de "e#nolds

Lamiar

9rascisioal

Dode

9ur,uleto

=

0.61?467 *elocidad del @uAo

!B=

0.06 radio $idraulico de la seccio :ue @u(e el caudal

*=

0.00000100?0

20% C

*iscosidad del @uido

!e=

814.6?8662064

luAo 9ur,uleto

5.-

CALCULO DE LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACION

FLUJO LAMINAR

elocidad de )edimetacio se" Diametro de la Particula

D mm

s cm/s

0.0

0.1?8

0.1

0.672 D=

0.2 mm

diam

0.1

1.6

0.2

2.16 $nterpolacion si fuese neces

0.2

2.?

% mm

Vs &cm/s'

0.

.24

1 0.1

1.6

0.

.?8

2

0.2 s

0.4 4.2

3 0.2

2.?

0.4

4.86 0.

.4

s

=

2.10

0.

.74

s=

0.021

0.6

6.48 0.?

?.2

0.8 8.0?

1

7.44

2 1.27



17.2



24.7 FLUJO TURULENTO

Dode

s=

*elocidad de sedimetaciocm/s

Re

=

V

∗

Rh

v

V

=

Q

A

V

_s

=

√

(

γ

_s

−

1 )∗

4 ∗

g

∗

D

3 ∗

_c

(31)

2.62 &eso es&eciEco de las &articulas "/cm

&racticamete i*

"=

7.81 aceleracio de la "ra*edad m/s2

D=

0.02 diametro de las &articulas cm

c=

0. coeEciete de resistecia de los "raos

c= 0+ "ra

s=

0.72064 cm/s

s=

0.0072064 m/s

6.-

TIEMPO DE RETENCION

Tu!*u%$&o

(s=

2.8712

s.

Lami$a!

(s=

1.0)5

s.

tiempo conciderando *u+o ,aminar

.-

LON+ITUD DE LA CAMARA

F%uo Lami$a!

Dode

L=

Lo"itud de camara m

F=

CoeEciete de se"uridad

CoeEciete de )e"uridad

<

0.2 1.2

0.

1.

0.

2 $nterpolacion si fuese necesario

Vd



1

0.2 1.2

2

0.20 F

3 0.

1.

F

=

1.2417 cm/s

L= .44178 m

Costructi*amete

3.50 m

Gs=

tiempo ue demora la particula en caer desde la sup

fondo.

F es u coeEciete de se"uridad usado e desarreadores de ,aAas *elocidades &ara

eectos de la tur,ulecia ( de&ede de la *elocidad de escurrimieto de acuerdo a l

elocidad de escurrimieto

m/s

)e asume

,=

T

_s

=

H

V

_s

L

₌

k

_∗

V

d

∗

t

S

L

₌

k

_∗

V

d

∗

t

S

(32)