MEZCLA RAPIDA
VERTEDERO RECTANGULAR SIN CONTRACCIONES CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA CAPACIDAD 120 LPS Calcu
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VERTEDERO RECTANGULAR SIN CONTRACCIONES CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA CAPACIDAD 120 LPS Calcular el G. y el tiempo de mezcla rapida del vertedero rectangular sin contracción, que sirve como mezclador rapido para un Q=de 120 lps, ancho B=0,50 m y altura P del vertedero sobre el fondo del canal de 1,20 m. Suponer u=1,307x10 -3 N*seg/m 2
PASO
DATOS
1
Caudal (Q) Viscosidad dinámica
CANTID. UNID. 0.120
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
V= Q*86,4
V= 120*86,4
10368
M3
q = Q/B p/hc > 3
q = 0,120/0,50
0.24
m3/mlxseg
0.18 6.65
mts
0.07 0.08
mts mts mts/seg
m3/seg -3
1,307*10 N*sg/m2
2
Acelar. Gravedad Ancho (B) del canal H. Vertedero (p)
3
Caudal Unitario q por ancho de vertedero
4
5
Cálculo Profundidad (hc) crítica Cequeo Ver. Aforad. Cálculo profundidad conjugadas (h1)
9.80 0.50 1.20
mt/sg2 mts mts
mts
mts
hc = [(q)2/g]1/3 p/hc > 3
hc = [(0,24)2/9,81]1/3 1,20 / 0,18 > 3 h1 = h1 = [1,414*hc/(1,06+(p/hc+1,50)1/2) [(1,414*0,18/(1,06+(1,20/0,18+1,50)1/2) h1 = [1,414*hc/(p/hc+2,56)1/2) h1 = [1,414*0,18/(1,20/0,18+2,56)1/2)
Cálculo de velocidad en el punto 1 (v1)
v1 = q/h1
v1 = 0,24/0,07
3.65
7
Cálculo Número de Froude (F1)
F1 = v1 / (g *h1)1/2
F1 = 3,65 / (9,81 *0,07)1/2
4.56
8
Cálculo profundidad conjugadas (h2)
h2 = (h1/2)*[{1 + 8*(F1)2}1/2 -1]
h2 = (0,07/2)*[{1 + 8*(4,6)2}1/2 -1]
0.42
6
mts
Cálculo de velocidad 9 Vertedero sin contracción
1
Ing. Yevaz
PASO
FORMULA
CALCULOS
v2 = q/h2
v2 = 0,24/0,43
0.57
mts/seg
Cálculo de pérdida de energía
h = (h2 - h1)3 / 4h1*h2
h = (0,42 - 0,07)3 / 4*0,42*0,07
0.41
mts
11
Cálculo de longitud del resalto
L = 6*(h2 - h1)
L = 6*(0,43 - 0,07)
2.15
mts
12
Velocidad media en resalto hidráulico
Vm = (v1 + v2)/2
Vm = (0,56 + 3,68)/2
2.11
mts/seg
Tiempo de mezcla el resalto hidráulico
V = e/t, de donde: T = L/Vm
T = L/Vm
1.02
seg
G = (g/u*h/T)1/2
G = (9804/1,307*0-3 * 0,42/1,02)1/2
1745
seg-1
V (mts/seg) > 2,00 1,70;4,50 < F < 2,50; 9,00 G(seg-1) > 1000
2.11 4.56 1745
mts/seg
9 1 10
13
14
15
DATOS
CANTID. UNID.
en el punto 2 (v2)
Cálculo Grad. Veloc. 1,307*10-3 Kg-sg/m2 Coef. de Viscos, u Kg/m3 Peso especifico y 9804 Chequeo con el R.A.S.
Vertedero sin contracción
2
RESULT UNID.
seg-1
Ing. Yevaz
SALIDA Volumen producido por la planta en el día
Caudal unitario por ancho de vertedero
Altura crítica O.K Altura conjugada en el pto 1 = h1 en el pto 1 = h1 velocidad (v1)
Número de Froude en la sección 1 Altura conjugada en el pto 2 = h2
Vertedero sin contracción
3
Ing. Yevaz
SALIDA Volumen producido Extensión total porcanales la planta en el de día Pérdida total de E. Longitud del resalto
Velocidad media
Tiempo de mezcla
Gradiente de Velocidad O.K. O.K. O.K.
Vertedero sin contracción
4
Ing. Yevaz
VERTEDERO PERFIL GRAGER CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA CAPACIDAD 80 LPS
PASO D D E A A E N T T O R S A D
DATOS Caudal (Q) Viscosidad dinámica Acelar. Gravedad Ancho (B) del canal Altura del perfil (p)
CANTID. UNID. 0.080 m3/seg 1,307*10-3 N*sg/m2 9.81 mt/sg2 0.40 mts 0.40 mts
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
V= Q*86,4
V= 0,080*86,4
6912
M3
Q = 2,225 * b * H3/2 H = [Q/(2,225 * B)]2/3
H = [0,080/(2,225 * 0,60)]2/3
0.20
mts
Altura lámina agua
mts
Altura nivel agua
1
Fórmula general P.C. Altura lámina de agua
2
Altura Total = p + H
Z=H+p
Z = 0,40 + 0,15
0.60
3
Velocidad al pie del perfil
v1 = [2g * (Z - H/2)]0,5
v1 = [2* 9,8 * (0,53 - 0,153/2)]0,5
3.13
h1 = Q/(v1 * b)
h1 = 0,080/(3,06*0,60)
0.0638
F1 = v1 / (g *h1)1/2
F1 = 3,06 / (9,81 *0,0436)1/2
3.9588
h2/h1 = 1/2*[{1 + 8 (F1)2}1/2 -1] h2 = (h1/2)*[{1 + 8 (F1)2}1/2 -1]
h2 = (0,043/2)*[{1 + 8 (4,67)2}1/2 -1]
H = (h2 - h1)3 / 4h1*h2
4
Altura de la lámina de agua en la cresta
5
Cálculo Número de Froude (F1)
6
Relación H conjugadas Altura final del perfil h2
7
Cálculo de pérdida de energía, H
8
Cálculo de longitud del resalto
***
9
Velocidad al final del perfil creaguer
10
Velocidad promedia en el perfil creaguer
Perfil Creager Cálculo del tiempo 11 de mezcla
SALIDA Volumen producido por la planta en el día
mts/seg Velocidad
mts
Altura lámina agua en cresta del perfil
5.62 0.36
mts mts
Número de Froude en la sección 1 Relación de alturas Altura final resalto
H = (0,27 - 0,04)3 / 4*0,27*0,04
0.28
mts
Pérdida total de E.
L = h2 * K K = Ven T. Chow, Pag 390. Fig 15.4
L = h2 * 6,10
2.20
mts
Longitud del resalto
mts/seg
v2 = Q / (h2 * b )
v2 = Q / (h2 * b )
0.557
mts/seg
mts/seg
vm = (v1 + v2) / 2
vm = (3,06 + 0,46) / 2
1.845
mts/seg
mts
5 seg
tm = L / vm
Ing. Yevaz tm = 1,77 / 1,759
1.19
seg
VERTEDERO RECTANGULAR CON CONTRACCIONES CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA CAPACIDAD 350 LPS Calcular el G. y el tiempo de mezcla rapida del vertedero rectangular con contracción, que sirve como mezclador rapido para un Q=de 350 lps, ancho B=0,70 m y altura P del vertedero sobre el fondo del canal de 2,0 m. El agua tiene una T = 10º C
PASO
DATOS
1
Caudal (Q) Viscosidad dinámica
CANTID. UNID. 0.350
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
m3/seg M3
V= Q*86,4
V= 350*86,4
30240
q = Q/B
q = 0,350/0,70
0.50
mts
hc = [(q)2/g]1/3 p/hc > 3
hc = [(0,50)2/9,81]1/3 2,00 / 0,29 > 3 h1 =
0.29 6.79
mts
Altura crítica O.K
mts
h1 = (2)1/2*hc/[1,06+(p/hc+1,50)1/2]
0.11
mts
h1= Altura conjug. en el pto 1
1,307*10-3 N*sg/m2 Acelar. Gravedad Ancho (B) del canal H. Vertedero (p) 2
3
4
9.80 0.70 2.00
mt/sg2 mts mts
Caudal q por ancho de vertedero Cálculo Profundidad (hc) crítica Cequeo Verted Afor Cálculo profundidad conjugadas (h1)
1/2
5
6
SALIDA Volumen producido por la planta en el día
[(2)1/2*0,29/(1,06+(2,00/0,29+1,50)1/2)
Caudal unitario por m3/sg*mancho de vertedero
1/2
h1/hc=[1,414*/[1,06+(p/hc+1,50) ]
h1/hc=[1,414*/[1,06+(2,0/0,29+1,50) ]
Cálculo de velocidad en el punto 1 (v1)
v1 = q/h1
v1 = 0,50/0,11
4.73
Cálculo Número de Froude (F1)
F1 = v1 / (g *h1)1/2
F1 = 4,73 / (9,81 *0,11)1/2
4.65
h2=(h1/2)*[{1 + 8 (F1)2}1/2 -1]
h2=(0,11/2)*[{1 + 8 (4,65)2}1/2 -1]
0.70
v2 = q/h2
v2 = 0,50/0,70
0.72
mts/seg velocidad (v1)
Número de Froude en la sección 1
Cálculo profundidad 7
conjugadas (h2)
8
Cálculo de velocidad en el punto 2 (v2)
mts
h2= Altura conjug. en el pto 2
mts/seg Velocidad en el punto 2
Cálculo de pérdida 9 Vertedero con contracción
6
Ing. yevaz
PASO
DATOS
1 9
de energía
10
11
12
13
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
3
3
RESULT UNID.
SALIDA Volumentotal de E. Pérdida producido por la planta endel el día Longitud resalto
h = (h2 - h1) / 4h1*h2
h = (0,70 - 0,11) / 4*0,70*0,11
0.70
mts
Cálculo de longitud del resalto (Lj)
Lj = 6*(h2 - h1)
Lj = 6*(0,70 - 0,11)
3.55
mts
Velocidad media en resalto hidráulico
Vm = (v1 + v2)/2
Vm = (4,73 + 0,72)/2
2.72
Tiempo de mezcla el resalto hidráulico
V = e/t, de donde: T = L/Vm
T = 3,55/2,72
1.30
G = [Ps*Hp/(u*T)]1/2
G=[(9800*0,70) / (1,307*10-3 *1,30)]1/2
2010
En V. R. de pared gruesa: Lm = 4,3 * (P)0,1 * (hc)0,9
Lm = 4,3 * (2,0)0,1 * (0,29)0,9
1.53
mts
Punto aplicación del coagulante
hd = 1/6*h2
hd = 1/6*0,70
0.12
mts
Altura de contracc.
V (mts/seg) > 2,00 1,70;4,50 < F < 2,50; 9,00 G(seg-1) > 1000
2.72 4.65 2010
mts/seg seg-1 min
O.K. O.K. O.K.
Cálculo Grad. Veloc. Para T = 10º C 1,307*10-3 Kg-sg/m2 Coef. de Viscos, u N/m3 Peso Espec. = Ps 9800
14
Distancia al punto de aplicac. Coagula.
15
Altura del diente para la contracción
16
Chequeo con el R.A.S.
Vertedero con contracción
7
mts/seg Velocidad media
seg
Tiempo de mezcla
seg-1 Gradiente de Velocidad
Ing. yevaz
CANALETA PARSHALL CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA CAPACIDAD 25 LPS
PASO 1
2
3 4
5 6
7 *** 8
9
10
DATOS
CANTID. UNID.
Caudal (Q) 0.025 m3/seg Viscosidad dinámica 1.01E-06 m2/seg 20º C Temperatura Acelaración gravedad 9.81 mt/sg2 Ancho (w) garganta 0.076 mts Ancho inicio parshall (D) 0.259 mts Altura caída canal. (N) 0.057 mts Caída (K) canal. admis 0.025 mts Ancho final parshall (C) 0.178 mts Largo tramo 1-3 Parshall (G') 0.305 mts CONDIC. HID. EN ENTRADA Altura de la lámina de agua "De la formula para Q se despeja Ho" Chequeo según el RAS Ancho canaleta en la sección de medida Velocid. en la sección de medida Energía específica Carga hidr. Disponible CONDIC. HID. GARGANTA Cálculo de la Velocidad antes del resalto, en la garganta: *** Dar valor a V1: *OjO* Cálculo altura del agua antes del resalto Cálculo Número de Froude (F1) CONDIC. HID. EN LA SALIDA Cálculo altura del resalto hidráulico
V1 = 1.8289
***
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
V = Q * 86,4 Q = 0,176 * ho1,547
V= 25*86,4
2160
M3
ho = (Q/0,176)1/1,547 ho / w = 0,18 / 0,152
0.646412411 0.6329 ho = (0,025/0,176)1/1,547 ho / w = 0,18 / 0,152
0.28 3.73
mts
D' = 2/3 * (D - w) + w
D' = 2/3 * (0,403 - 0,152) + 0,152
0.20
mts
Vo = Q /D' * ho
Vo = 0,025 /0,32 * 0,18
0.45
Eo = (Vo)2/2g + ho + N
Eo = (0,44)2/2*9,81 + 0,18 + 0,114
0.35
(V1)3 - 2g*V1*Eo = - 2gQ/w (V1)3 - V1(2g*Eo) = - 2gQ/w
(V1)3 - V1(2*g*Eo) = - 2g*Q/w -6.454
1.83 -6.454
SALIDA Volumen producido por la planta en el día
Lámina de agua ho/w mayor 0,4 - 0,8 Ancho en el punto de medición
mts/seg Velocidad
mts
Carga hidr. Dispon.
mts/seg Veloc. Pto 1 * Por tanteo este Vr Altura antes del mts resalto. Pto 1
h1 = Eo - (V1)2/2g ó h1 = Q/(V1 * w)
h1 = Eo - (V1)2/2g ó h1 = Q/(V1 * w)
0.18
F1 = v1 / (g *h1)1/2
F1 = 2,09 / (9,81 *0,078)1/2
1.38
#
Número de Froude
h2 = ((h1)/2)*[{1 + 8 (F1)2}1/2 -1]
h2 = (0,078/2)*[{1 + 8 (2,38)2}1/2 -1]
0.27
mts
Altura despues del resalto. Pto 2
Cálculo de velocidad
Velocidad después
11 Canaleta Parshall
8
Ing. yevaz
PASO
FORMULA
CALCULOS
después del resalto
v2 = Q / h2 * w
v2 = 0,025 / 0,23 * 0,152
1.21
12
Cálculo de Energía específica
E2 = h2 + (V2)2/2g
E2 = 0,23 + (0,72)2/2*9,81
0.35
13
Grado de sumergencia
S = (h2 - N) / ho
S = (0,23 - 0,114) / 0,18
0.76
14
Pérdida de carga
hf = ho + N - h2
hf = 0,18 + 0,114 - 0,23
0.07
mts
Pérdida de carga
15
Tirante en la boca de salida
h3 = h2 - N + K
h3 = h2 - N + K
0.24
mts
Desnivel al entregar
16
Velocidad en la sección de salida
V3 = Q / (h3 * C)
V3 = 0,025 / (0,19 * 0,394)
0.59
mts/seg Velocidad salida
17
Velocidad promedia en la salida
Vm = (V2 + V3)/2
Vm = (0,72 + 0,33)/2
0.90
mts/seg Velocidad media
18
Tiempo de recorrido
t = G' / Vm
t = 0,61 / 0,53
0.34
seg
19
Cálculo Grad. Veloc. Coef. de Viscos, u a 20O C Gravedad, g
G = (g/u*hf/t)1/2
G = (9,81/1,01*10-6 * 0,06/1,16)1/2
1401
seg-1 Gradiente de Velocidad
V (mts/seg) > 2,00 1,70 < F < 2,50 4,50 < F < 9,00 G(seg-1) > 1000 ho / w debe estar entre 0,40 - 0,80
1.83 1.38 1.38 1401 3.73
11 1
DATOS
CANTID. UNID.
2 1.01E-06 mts /seg 9.81 mts/seg
Chequeo con el R.A.S. 20
Canaleta Parshall
9
RESULT UNID.
SALIDA
Volumen mts/seg del resalto producido por la planta en el día mts
Pérdida total de E. Sumergencia
mts/seg # # seg-1 mts
Tiempo de recorrido
NO NO NO OK NO
Ing. yevaz
MEZCLA RAPIDA CON AGITADOR DE PALETAS PLANAS CALCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR Y EL VOLUMEN DEL MEZCLADOR Se desea hacer M.R. con un agitador de 6 paletas planas de 0,50 m de Diam. Se conoce la u, el No. de Reynolds el G, y el tiempo de retención. Determinar Veloc. De rotación,, el caudal y la potencia del motor para una e=62%
PASO
DATOS
1
Caudal (Q) Viscosid. dinámica
2
Acelarac. Gravedad No. de Reynolds Gradiente Velocidad Tiempo Retención K para 6 paletas D. de paletas planas Eficiencia motor (e) Densidad del agua (y)
CANTID. UNID. ? m3/seg -3 1,139*10 N*sg/m2 9.81 500,000 700.00 1.00 6.30 0.50 62.00% 1000.00
FORMULA
CALCULOS
V= Q * 86,4
V= Q * 86,4
N = ((NR * u) / y * d2)
N= ((500,000*1,139x10-3)/(1000*0,52))
seg-1 min mts Kgs/m3
Velocidad rotación del agitador
4
Potencia requerida para la mezcla
P = K*y*N3*d5
P = 6,3*1,000*2,783*0,55
5
Volumen mezclador
V = P / (G2 * u)
2.28 137 2327 3.12
RPS RPM W HP
V = 2327 / (7002 * 0,001139)
4.17
M3
Q=V/T
Q = 4,17 / 10
P=N/e
P = 2327 / 0,62
4.170 69.50 3754 5
m3/min lps W HP
1.00
seg
700
min
Cálculo del caudal
Potencia del motor 7 8
M3
mt/sg2
3
6
RESULT UNID.
Td (seg) < 20 500 < G(seg-1) < 2000
Chequeo con el RAS
Mezclador de paletas
10
Ing. Yevaz
ADOR
SALIDA Volumen producido por la planta en el día
Velocidad de rotación del agitador 1 W = 0,001341 hp Volumen mezclador
Caudal a mezclar
O.K. O.K.
Mezclador de paletas
11
Ing. Yevaz
VERTEDERO PERFIL GRAGER CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA CAPACIDAD TOTAL 90 LPS, EN DOS MODULOS DE 25 LPS CADA UNO 0
PASOS
DATOS
CANTID. UNID.
D D E ACaudal (Q) A E N Viscosidad dinámica T T Acelar. Gravedad O R Ancho (B) del canal S A Altura del canal D Coefic. de vertimiento (Cd) Altura del perfil (p)
0.110 m3/seg 1.01.E-06 N*sg/m2 9.81 mt/sg2 0.70 mts 0.70 mts 2.225 0.40 mts
CAMARA AQUIETAMIENTO: Dimensiones: Altura (h) Ancho (b) Largo (l)
2.00 1.00 1.20
FORMULA
CALCULOS
V= Q*86,4 Q = 2,225 * L * H1,5
V= 0,050*86,4
RESULT UNID. 9504
M3
mts mts mts
Estas dimensiones son asumidas al igual que la ha.
1
Cálculo del Volumen de la cámara de aquietamiento
m3
V=l*b*h
V = 1,50 * 1,03 * 1,46
2.40
m3
2
Cálculo de la Velocidad por la cara 1,03 x 1,46
mts/seg
v1 = Q / (b * l)
v1 = 0,090 / (1,03 * 1,46)
0.09
mts/seg
3
Cálculo de Velocidad sentido ascensional
mts/seg
v2 = Q / (b * l)
v2 = 0,090 / (1,65 * 1,03)
0.06
mts/seg
4
Cálculo de la Velocidad real en la cámara
mts/seg
v = ((v1)2 + (v2)2)1/2
v = ((0,06)2 + (0,05)2)1/2
0.11
mts/seg
seg
t=l/v
t = 1,46 / 0,08
11
seg
5
SALIDA Volumen producido por la planta diario
Cálculo del tiempo de retención
6
Cálculo del Nivel de agua en la cámara
7
Cálculo de excesos
la
cámara
Cota de piso de la cámara Altura de la lámina de agua en la cámara Nivel de agua en la cámara
O.K.
199.000 1.200 200.200
de
Cálculo del Muro difusor en la 8 cámara La Paz - MR-Floc.
12
Ing. Yevaz
PASOS Cálculo delDATOS Muro difusor en la CANTID. UNID. 8 D D E Acámara A E N 9 Huecos de: T T 6 Huecos de: O R Ranura S A D Cálculo de la Velocidad de paso 9 por el muro difusor
10
Cálculo de la pérdida de carga en el muro difusor
11
Cálculo nivel de agua en el canal de aproximac.al perfil
1
MEDICION MEZCLA RAPIDA Cálculo de lámina de agua en el perfil creaguer
2
Altura Total = p + H
3
Altura de cortina
4
Relación de altura (RA)
5
Velocidad al pie del perfil
6
Altura de la lámina de agua en la cresta
7
Cálculo Número de Froude (F1)
8
Cálculo altura del resalto al final
9
Cálculo de pérdida de energía
Cálculo de longitud 10 La Paz - MR-Floc.
0.500 0.250 0.700
FORMULA
CALCULOS
0.10 0.10 0.05
Area 9 huecos: Area 6 huecos:
RESULT UNID.
Area total de los huecos:
0.450 0.150 0.035 0.635
mts/seg
v=Q/A
v = 0,090 / 0,588
0.17
mts
K = (1/0,63)2 h = K * (v)2 / 2 * g
K = 2,52 h = 2,52 * (0,15)2 / 2 * 9,81
2.52 3.85E-03
Nivel de agua en la cámara Pérdida en muro difusor Nivel de agua en la cámara
mts
mts
m2 m2
SALIDA Volumen producido por la planta diario
m2 mts/seg Flujo laminar
200.200 0.004 200.196
H = Q / (2,225 * b)0,6667
H = 0,090 / (2,225*1,08)0,6667
0.171
mts
Lámina de agua sobre el perfil
Z=H+p
Z = 0,35 + 0,112
0.571
mts
Altura nivel agua
Hc = 0,862 -0,112
0.691
RA = p/Ha
RA = 0,75/0,11
4.05
v1 = [2g * (Z - H/2)]0,5
v1 = [2* 9,8 * (0,53 - 0,153/2)]0,5
3.09
h1 = Q/(v1 * B)
h1 = 0,090/(2,82*1,06)
0.05
F1 = v1 / (g *h1)1/2
F1 esta 4,5 y 9,0, Resalto estable F1 = 2,82 / (9,81 *0,03)1/2
4.37
h2 = (h1/2)*[{1 + 8 (F1)2}1/2 -1]
h2 = (0,03/2)*[{1 + 8 (5,72)2}1/2 -1]
0.31
mts
Altura final resalto
h = (h2 - h1)3 / 4h1*h2
h = (0,21 - 0,04)3 / 4*0,03*0,21
0.265
mts
Pérdida total de E.
Para NF=5,85, L/h2 =5,85 13
> 1,33 ; O.K.
mts/seg Velocidad
mts
Altura lámina agua en cresta del perfil Número de Froude en la sección 1
Longitud Resalto Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
D 10 D E Adel resalto (Lr) A E N T T Cálculo del tiempo retención O 11 R o mezcla en el resalto S A D Cálculo Grad. Veloc. 12 Coef. de Viscos, u Gravedad, g
13
Cálculo vertedero de control
14
Cálculo lámina vertiente
15
Cálculo altura del vertedero de control
16
Curva del perfil Creager Geometría del perfil
17
18
CANTID. UNID. ***
1.01.E-06 9.81
m2/seg Kg/m3
FORMULA
CALCULOS
Libro Ven T. Chow, Pag
Lr = 4,59 * 0,21
1.40
mts
Volumen Ver esquemaproducido **** por la planta diario
t = Volumen/Caudal
t = [(0,03+0,21)/2]*0,60*1,55/0,090
1.94
seg
tiempo de mezcla
G = (g/u*h/t)1/2
G = (9,81/1,01*10-6 * 0,25/2,17))1/2
1151
seg-1 Gradiente de Velocidad
H = [Q/(1,84 * L)]2/3
H = [0,090/(1,84 * 0,60)]2/3
0.194
mts
h3 = (Q / (1,84*1,08))0,667
h3 = (0,090 / (1,84*1,08))0,667
0.145
mts
Hv = h2 - h3
Hv = 0,21 - 0,127
0.160
mts
X1,85 = 2,0 * H0,85 * Y, en donde H = 0,112 mts X1,85 = 2,0*0,1120,85Y; Y = 3,21 * X1,85 X = 0,05 - 0,10 - 0,15 - 0,20 - 0,25 Y = 0,012 - 0,045 - 0,096 - 0,160 - 0,25 V (mts/seg) > 2,00 1,70;4,50 < F < 2,50; 9,00 G(seg-1) > 1000 Lámina requerida después del resalto: Nivel del piso = 1,0 por encima de la cota de llegada Nivel del piso cámara reparto Nivel de agua en la cámara de salida
Chequeo con el R.A.S. Cálculo del Nivel de agua en la cámara
RESULT UNID.
3.09 mts/seg seg-1 4.37 0 min 0.31 272.20 271.50 272.08
SALIDA
Altura del diente para perman resal
O.K. O.K. O.K.
DISEÑO DE FLOCULADOR TIPO ALABAMA PASO
1
DATOS Caudal (Q) Número de cámaras Número secc. con G diferente Ancho (L1) Largo (L2) Profundidad (H1) Profundidad (H2)
La Paz - MR-Floc.
CANTID. UNID. 0.030 12 4 1.13 1.15 2.21 2.21
FORMULA
CALCULOS
m3/seg
mts mts mts mts
RESULTA UNID. 34.5
SALIDA Vol. del floculador
A = L1 * L2
A = 2,32 * 2,32
1.30
M2
Area cada camar
V = A * Hm T=A/Q
V = 5,38 * 1,16 T = 5,38 / 0,030
2.87 95.7
M3 seg
Vol. cada camara Per. Reten.en /camara
14
Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
D D E A ZONA 1: A E N Tres cámaras con codos de T 2 T sección O R S A D Cálculo efecto 3 de agujero
4
Cálculo del efecto de cambio de dirección
5
Pérdida de carga total en los codos
7
8
9
Pérdida total en las tres 1as cámaras ZONA 2: Tres cámaras con codos de sección
Cálculo del efecto de cambio de dirección
11
Pérdida de carga total en los codos
13
14
1.30 0.258 0.258
mts mts mts
K= 0.6
1.30 0.286 0.286
mts mts mts
Cálculo efecto de agujero
10
12
CANTID. UNID.
K= 0.6
Pérdida total en las tres 2as cámaras ZONA 3: Tres cámaras con codos de sección
1.30 0.317 0.317
Cálculo efecto de agujero
Cálculo del efecto de 15 La Paz - MR-Floc.
mts mts mts
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
SALIDA
Volumen producido minutos Per. Retención total por la planta diario m2 Area del codo
T = 12*(5,38 / 0,030)
19.15
A1 = L1 * L2
A1 = 0,28 * 0,28
0.07
h1 = [Q / (Cd * A)]2/(2*g)
h1=[0,040/ (0,63 * 0,08)]2/(2*9,81)
0.02608
#
h2 = K * [Q / A)]2/(2*g)
h2 = 0,47* [0,040 / 0,08)]2/(19,62)
0.00621
mts
h = h1 + h2
h = 0,03343 + 0,00624
0.03
mts/seg Velocidad en los canales
h' = 3 * h
h' = 3 * 0,0397
0.097
mts/seg Velocidad en
A2 = L1 * L2
A2 = 0,35 * 0,35
0.08
m2
h1 = [Q / (Cd * A)]2/(2*g)
h1=[0,040/ (0,63 * 0,12)]2/(2*9,81)
0.01727
mts
h2 = K * [Q / A)]2/(2*g)
h2 = 0,47* [0,040 / 0,12)]2/(19,62)
0.00411
h' = h1 + h2
h' = 0,03343 + 0,00624
0.02
h'' = 3 * h'
h'' = 3 * 0,0397
0.0642
A3 = L1 * L2
A3 = 0,42 * 0,42
h1 = [Q / (Cd * A)]2/(2*g)
h1=[0,040/ (0,63 * 0,12)]2/(2*9,81)
K=
Número canales Espacio entre los tabiques
Area del codo
Pérdida de carga Pérdida de curvas de 180º
mts
Pérdida de carga total en el tramo
0.10
m2
Area del codo
0.01145
mts
Pérdida de carga Pérdida de
15
Ing. Yevaz
PASOS D A T O S
D E 15 E N T 16 R A D 17
13
14
DATOS Acambio de dirección
CANTID. UNID. 0.6
1.30 0.352 0.352
Cálculo efecto de agujero Cálculo del efecto de cambio de dirección
16
Pérdida de carga total en los codos
RESULT UNID. 2
h2 = K * [Q / A)] /(2*g)
h2 = 0,47* [0,040 / 0,12)] /(19,62)
0.002726
h' = h1 + h2
h' = 0,03343 + 0,00624
0.0142
h''' = 3 * h'
h''' = 3 * 0,0397
0.042512
A3 = L1 * L2
A3 = 0,42 * 0,42
0.12
m2
h1 = [Q / (Cd * A)]2/(2*g)
h1=[0,040/ (0,63 * 0,12)]2/(2*9,81)
0.0075
mts
h2 = K * [Q / A)]2/(2*g)
h2 = 0,47* [0,040 / 0,12)]2/(19,62)
0.0018
h' = h1 + h2
h"" = 0,03343 + 0,00624
0.0093
mts
Pérdida total en las tres 3as cámaras
15
CALCULOS
2
Pérdida de carga total en los codos
ZONA 4: Tres cámaras con codos de sección
FORMULA
K= 0.6
mts mts mts
Pérdida total en las tres 4as cámaras
h"" = 3 * h'
h''' = 3 * 0,0397
0.0280
18
Pérdida total en las doce cámaras
h = h' + h'' + h'''+h""
h = 0,1190+0,0487+0,0235
0.2315
Area del codo
Pérdida de carga Pérdida de curvas de 180º
mts
17
SALIDA Volumen curvas deproducido 180º por la planta diario Pérdida de carga total en el tramo
Pérdida de carga total en el tramo
CALCULO NIVELES AGUA: N.de A.en la cámara de entrada Menos pérdida por entrada a la cámara 1 N.de A.en la cámara 1 Menos pérdida por entrada a la cámara 2 N.de A.en la cámara 2 Menos pérdida por entrada a la cámara 3 N.de A.en la cámara 3 Menos pérdida por entrada a la cámara 4 N.de A.en la cámara 4 Menos pérdida por entrada a la cámara 5 N.de A.en la cámara 5 Menos pérdida por entrada a la cámara 6 N.de A.en la cámara 6 La Paz - MR-Floc.
271.991 0.030 271.961 0.030 271.931 0.030 271.901 0.020 271.881 0.020 271.861 0.020 271.841 16
Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
D D E A A E N T T O R S A D
19
Altura tomada para cada cáma ra en las cuatro zonas de flo culación
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
Menos pérdida por entrada a la cámara 7 N.de A.en la cámara 7 Menos pérdida por entrada a la cámara 8 N.de A.en la cámara 8 Menos pérdida por entrada a la cámara 9 N.de A.en la cámara 9 Menos pérdida por entrada a la cámara 10 N.de A.en la cámara 10 Menos pérdida por entrada a la cámara 11 N.de A.en la cámara 11 Menos pérdida por entrada a la cámara 12 N.de A.en la cámara 12 2.21 0.30
Hi Pendie.
Altura funal = Hf Hf = Hi + b - h
Hf = 1,10 + 0,30 - 0,1912
2.21
Hm = (Hi + Hf)/2
Hm = (1,10 + 1,21)/2
2.21
SALIDA Volumen producido por la planta diario
0.014 271.827 0.014 271.813 0.014 271.799 0.009 271.789 0.009 271.780 0.009 271.771
20
Altura promedio en todas las cámaras
21
Período de retención en las 12 cámaras
Tt = 12 * T
Tt = 12 * T Por cámara
19.15 1.60
min seg
22
Período de retención en cada zona
Tti = 3 * T
Tt = 3 * 156,33
287.19
seg
G1 = (g * h / t * u)1/2 G2 = (g * h / t * u)1/2 G3 = (g * h / t * u)1/2 G4 = (g * h / t * u)1/2
57.24 46.58 37.92 30.75
seg-1 seg-1 seg-1 seg-1
Grad. 1as camar. Grad. 2as camar. Grad. 3as camar. Grad. 4as camar.
V1 = Q / Ai V2 = Q / Ai V3 = Q / Ai V4 = Q / Ai
0.45 0.37 0.30 0.24
mt/seg mt/seg mt/seg mt/seg
Veloc. 1as camar. Veloc. 2as camar. Veloc. 3as camar. Veloc. 4as camar.
0.34 19.15
seg-1 mt/seg min
O.K. O.K.
23
Gradiente de Velocidad para cada zona del floculador 1,01*10-6
24
Cálculo de la velocidad del agua en los codos.
25
Chequeo con el R.A.S.
G = (g * h / t * u)
1/2
V = Q / Ai
20 < G (seg-1) < 70 0,20 < V (mt/seg) < 0,40 20 < td (min) < 40
Retención del agua en las 12 cámaras Retención del agua en cada zona
PASO AGUA FLOC-SEDIME Se hará por medio de un box que parte de la cámara 12 del floculador, atravesando el muro de 0,20 mts que separa el floculador del sedimentado, primero con sección 0,44x0,44 mts y luego La Paz - MR-Floc.
17
Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
D D E A A E N T T Velocidad de paso del agua 26 O R en el hueco (b x L) S A D Velocidad de salida por los 27 huecos sera de:
28
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
0.44 0.44 15 0.018
mts mts
v=Q/A
v = 0,030 / 0,44*0,44
SALIDA Volumen producido por la planta diario
recorriendo la base inicial del sedimentador en sus 4,82 mts de ancho.
0.15
mt/seg
Huecos de 6" de diámetro Sección v=Q/A v = 0,030 / 0,44*0,44 0.11 Con esta velocidad no hay posibilidad de sediment ni destrucción del floc.
mt/seg O.K.
Pérdida de carga en el box: En la entrada: h1 = 0,5 * (v)2 / 2*g
h1 = 0,5 * (0,15)2 / 2*9,81
6.12E-04
h2 = 2,0 * 0,40 * (v)2 / 2*g
h2 = 2,0 * 0,40 * (0,15)2 / 2*9,81
9.79E-04
h3 = (v*n * R2/3)2
h3 = (0,15*0,013 * R2/3)2
2.30E-04
h4 = (v)2 / 2*g
h4 = (0,11)2 / 2*9,81
6.53E-04 1.82E-03
En las dos curvas: En el Box: 0.013 En los huecos de salida:
29
Nivel agua en sedimentador N.de A.en la cámara 12 Menos pérdidas en el box N.de A.en el sedimentador
La Paz - MR-Floc.
271.771 0.0018 271.770
18
Ing. Yevaz
PASOS D D E A E N T T O R PASO S A D E D A N T T O R S A D A
DATOS
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
A
SISTEMA DE SEDIMENTACION DE ALTA TASA FORMULA
CALCULOS
m3/día
V = Q*86,4
V = 40*86,4
2,592
m2
A = Q / CS * (1+e1/e)
A=0,040/160*(1+0,01/0,05)
18.08
M2
Area requerida
mts
L libre=No. filas placas * L Colocar tres filas de placas
L libre = 2 * 2,40
4.80
mts
Ancho libre
Cálculo de la longitud de la zona de placas
mts
L placas = A / L libre
L placas = 18,08 / 4,80
3.77
mts
Largo zona placas
5
Cálculo de la proyección de las placas 60 Grados
mts
Lp = b * Cos (60)
Lp = 1,20 * Cos (60)
0.60
mts
Long. Proyección
6
Cálculo de la longitud total del sedimentador ****
mts
L total = Lplacas + Lp
L total = 3,60 + 0,60
4.37
mts
Longitud total sedim.
7
Cálculo de la separación horizontal entre placas
mts
Eplacas = e / sen(60)
Eplacas = 0,05 / sen(60)
0.058
mts
Separación Horizontal entre placas
8
Cálculo de la separación horiz.entre ejes de placas
mts
Sh = e + e1/ Sen (60)
Sh = 0,05 + 0,01/ Sen (60)
0.0693
mts
Pérdida total de E.
D E
DATOS Caudal (Q) Viscosidad dinámica Acelaración Gravedad Placa planas de A.C.: Ancho: (b) Largo: (L) Espesor: (e1) Separac. entre placas (e) No. de filas de placas Inclinac. de las placas(Ø) Sc =Vr crit. Sedim. altasa Número de Unidades Carga Superficial (q)
1
Caudal Diario
2
Cálculo del Area requerida del sediment.
3
4
Cálculo de ancho libre total del sedimentador ****
Cálculo del número de 9 La Paz - MR-Floc.
CANTID. UNID.
SALIDA Volumen producido por la planta diario
0.030 1.01E-06 9.81
RESULT UNID.
SALIDA
m3/seg m2/seg mt/sg2
1.20 mts 2.40 mts 0.01 mts 0.05 mts 2 60 Grados 1.0 Placaplana 1 Unid. 172.00 m3/m2/día m3/día Volumen diario planta
Número total placas 19
Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
9 D D E Aplacas en cada fila A E N T T Cálculo del número total 10 O R de placas del sedimentad S A D SISTEMA DE APOYO:
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
#
# placasxfila = Lplacas/Sh
# placasxfila = 3,60 /0,0693
RESULT UNID. 55.0
#
#
# total placas = #placxfi*#fi
# total placas = 52x3
110
#
SALIDA Volumen por cada fila producido por la planta diario Número total placas del sedimentador
* Las placas se apoyarán sobre cuatro vigas lonfitudinales de concreto, dos laterales de 0,10x0,30 m y dos interiores de 0,20 x 0,30 mt. Las vigas laterales son una especie de voladizos apoyadas en los muros; las vigas interiores van apoyadas cada una obre tres columnas cortas de 0,20x0,20 m * Las placas se separarán entre sí por medio de separadores en U de A.C., de 5 cm de altura y 0,366 de largo. Alternadamente las placas se instalan, una sin separador y otra con doce separadores, esta última lleva seis separadores en cada cara. * Los separadores vienen de 1,10 mts de longitud, por lo que de uno salen 3 de L=0,366 mts * Como el # de placas es de 156, el # de separadores será 156/2*12 = 936 CLASE FLUJO PLACAS: 11
Velocidad de ascenso
12
Número de Reynolds Re
mts/seg
Vo = q / 86,400
Vo = 160 / 86,400
1.99E-03 mts/seg Velocidad de ascenso
Re = Vo*e/u
Re = 0,001852*0,05/0,000010
98.55
mts/seg
vo = Q / A*senØ A = Area del sedimentador
vo = Q / A*senØ A = 4,20 x 7,20
142.77 0.10
Flujo Laminar Re < 500
13
Cálculo de la velocidad promedio de flujo
m/día m/min Velocidad de flujo
14
Tiemp retención en lacelda
min
tc = l / Vo
tr = 1,20 / Vo
12.10
Min
Tiempo reten. celda
15
Tiempo retenc.en Sedimen
min
ts = V / Q
ts = 7,2*3,6 *4,0/0,040*60
46.59
Min
Tiempo retención Sed
mts
L=L/e
L = 1,20 / 0,05
24
mts
Longitud relativa del sedimentador
L1 = Eplacas * Re
0,058 * 91,68
5.69
mts
Longitud relativa en la regíon de transición
Lu = L - L1
Lu = 24 - 6,69
18.31
mts
Longitud relativa para sedim. Altasa, F.Lam
Vsc = Vo*Sc/senØ+Lu*cosØ
Vsc = 160*1,0/0,866+18,71*0,5
17.16
CARGA EQUIVALENTE: 16 16
17
18
Cálculo de la longitud rela tiva del sedimentador Cálculo longitud relativa regíon de transición Cálculo longitud relativa sedim. Altasa, Flujo lamin Cálculo de la carga super ficial eqivalente
La Paz - MR-Floc.
m2/m2/día
20
Carga equiv.a un sedi. m3/m2/díaconvenc. de = q.
Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
D D E ASISTEMA RECOLEC. A.S.: A E N T T O R S A D 19
Caudal recoge la canaleta
20
Diámetro del tubo Sec. Llena
21
Diámetro de los orificios y número de orificios
22 23
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
* La recolección de agua sedimentada se hará mediante tubos de 6" con orificios de Diam = 1" en su parte superior. Los tubos van ubicados transversalment, descargando en una canaleta longitudinal que va por el centro del sedimentador, la cual a su vez descarga en el canal de aguas sedimentada. * Son ocho tubos, con 11 orificios cada de Diam 1". * Caudal por tubo = 0,030 / 8 m3/seg
Qt = Q / 8
Qc = 0,030 / 8
0.00375
d = Q0,4 d = (0,00375)0,4 0.107 Como se usará tubos de AC no se recomienda tubos de 4"que sólo tienen 0,10 m, entonces d=6 0.0254 11
SALIDA Volumen producido por la planta diario
m3/seg Caudal cada canaleta mts
Altura lámina de agua
mts
Altura de vertederos
mts Unid.
Hv = Ho * 40% separados 0,20 mts
Hv = 0,128 * 40/100
0.11
Gasto por orificio
m3/seg
Qo = Qc / 11
Qc = 0,00375 / 11
3.41E-04
Pérdida de carga Valor de K
mts
h = (g)2 / K*(d)4
h = (9,81)2 / 10,9*(0,0254)4
0.026
mts
Pérdidas en tubos
0.18
mts
Altura verted. Igualar
0.10 0.17
mts
alt. crítica descarga
4.00
mts
De acuerdo con RAS
0.478
m3/seg
m3/seg Caudal por orificio
10.9
CANALETA RECOLEC. A.S. Se dimensiona de 0,30 de base por 0,32 de altura 25
26
Altura critica en la descarga b = ancho de canaleta ho = Altura al inicio
0.3 hc = ((Q)2 / g * (b)2)0,667 hc = ((0,030)2 / 9,81 * (0,30)2)0,667 ho = 1,732 * hc ho = 1,732 * 0,10 Como se escogió 0,32 mts, no habrá rebose
Canal de agua sedimentada Se dimensiona de 0,70 m de ancho x 1,90 de altura, para comodidad de su inspección. El canal de la planta tiene sección triangular con base 0,60 m en la parte superior y 0,10 m en la parte inferior, por lo cual es supremamente incomodo efectuar su inspección. SISTEMA DE DESAGUE:
28
Profun. del sedimentador
4.00
mts
Este valor es asumido
29
Condiciones vaciado total Area compuerta 0,30x0,30
0.09
m3/seg m2
Q = 0,60 * Ao * (2gh)0,5
Q = 0,60 * Ao * (2gh)0,5
min
t=V/Q
t=V/Q
30
Tiempo de vaciado
La Paz - MR-Floc.
21
Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
CANTID. UNID.
D D E A A 31 E N CHEQUEO CON EL RAS: T T O R S A D
FORMULA
CALCULOS RECOMENDACIÓN RAS: 10 - 15 Minutos 4,00 - 5,50 mts 60º 5 - 10 cms 8 - 10 mm
Tiempo de retención Profundidad Inclinación de las placas Distancia entre placas Espesor de placas A.C. Número de unidades:
> 2, N.de C. Bajo y Medio > 3, N.C. Medio Alto y Alto 120 - 185 m/día Tirante de agua > de 8 cms < 500 Continua 1,7 - 3,6 lts/seg*mts
Carga Superficial Sistema de salida Número de Reynolds Extracción de lodos Tasa de rebose:
RESULT UNID. RESULTAD 46.59 min 4.00 mts 60 Grados 0.05 mts 10.00 mm 1 172.00 0.0 98.55 0.00
m/día cms
SALIDA Volumen producido por la planta diario COMENTARIO: O.K O.K O.K O.K
O.K O.K O.K
l/s*m
DISEÑO DEL SISTEMA DE FILTRACION DE TASA DECLINANTE CON LECHOS DOBLE, AUTOLAVABLES. CAPACIDAD 50 LPS
PASO D A T O S
E N T R A D A
D E
DATOS Caudal (q) Carga superficial adopt Veloc. de filtracción para esta carga superficial Ancho del sedimen. B, para conservar el paramento exterior del Floc. y del sedim. Ancho de los muros - e Número de muros - # Veloc lavado adopt. (vl) Veloc lavado adopt. (vl) Aceleración gravedad
CANTID. UNID. 0.030 240
m3/seg m3/m2*día
0.2778
cm/seg
5.30 0.25 3 60.00 0.01 9.81
mts mts mts cm/min m3/seg m/seg2
1
Número de Unidades Selección con el RAS
***
2
Cálculo del Area de Filtración
m2
La Paz - MR-Floc.
FORMULA
CALCULOS
Caudal a procesar = Q: Q = q * 86,4*1,000
Caudal a procesar = Q: Q = 0,015 * 86,4 * 1,000
Q = 0,044 (Q)1/2
Q = 0,044 (Q)1/2
A = Q / CS
RESULTA UNID.
2,592.0
2 2
10.800 22
M3/día
SALIDA
Caudal de la planta Volumen diario
# No. de filtros Mínimo N.de C. Medio Alto
m2 Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
CANTID. UNID.
D D E A A E N Cálculo del espacio de T 3 T los muros de los filtros O R S A Ancho disponible para 4 D las cajas de los filtros
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
SALIDA
mts
e1 = e * #
e1 = 0,20 * 5
0.75
mts
Volumen producido por la planta diario Espacio ocupado por muros de cajas
mts
br = L - e1
br = 7,60 - 1,00
4.55
mts
Ancho disponible para las cajas filtros
5
Ancho por caja para filtro
mts
bf = br / #
bf = 6,60 / 4
2.28
mts
Ancho por caja
6
Cálculo del Area de Filtración por filtro
m2
Af = A / #
Af = 14,40 / 4 Af = 3,75 * 1,51
5.40 5.55925
M2 M2
Area unitaria / filtro
7
Cálculo del largo de la caja del filtro ***
ml
Lf = Af / bf
Lf = 3,60 / 1,65
2.44
mts
Largo de la caja
8
Selección de las viguetas para el falso fondo: Viguetas 16 cm de ancho Longitud definitiva
# ***
No. Viguetas = Lf / 0,16 Valor entero obtendo * 0,15
No.Viguetas=2,18 / 0,16 No.Viguetas = 14*0,16
15 2.24
# mts
CSr = Q /Lf*bf*#)
CSr = 3456 /(2,08*1,65*4)
9
0.15
La nueva carga superficial sería:
Viguetas Longitud adoptada
233.12 m3/m2*día
LAVADO DEL FILTRO: 10
Caudal necesario para lavar un filtro:
11
Cálculo de la canaleta de lavado L = 2,24 mts * Largo Ancho *** Alto: *** Altura agua al inicio (ho) Compuerta de descarga Cuadrada: Largo*Ancho
12
La Paz - MR-Floc.
m3/seg QL = Af * vl QL = 3,60 * 0,01 ** Queda un renuente de 0,040 - 0,036 = 0,004 m/seg, el cual seguirá circulando por la con ducción, grantizando así no se desocupe la tubería y por lo tanto no tome aire, evitando así sobrepreciones qu pongan en peligro su estado Como se colocan dos canaletas el caudal se diviede en la misma forma,
2.24 0.30 0.25
0.056
Caudal para lavar Ql < Q, O.K.
0.0278
mts Cálculo de la altura crítica: hc = (QL)2 / (g*b2)0,333 hc = (QL)2 / (g*b2)0,333 mts 0.096 mts mts ho = 1,73 * hc ho = 1,73 * hc 0.166 ** Para garantizar descarga a caídfa libre, le adicionamos un 40% de ho, así: 0.25 0.30 mts Cálculo de pérdida de carga h = [Q/0,63 * Ao]2 * 1/(2*g) h = [0,036/0,63*0,09]2*1/(19,62) 0.30 mts 0.049 ** Luego, el nivel de agua subirá 0,15 mts + 0,055 = 0,17 mts, sobre el piso o base de la compuerta. 0.20 23
m3/seg
mts
Altura crítica de descarga.
mts mts
*Redondear esta vr.
mts
Pérdida de carga
Ing. Yevaz
12
PASOS
DATOS
D D E A A E N T T O R **Definición medidas canaleta S A PERDIDA DE CARGA: D 1. Durante la filtración. 13 Admisión al filtro. Area de entrada: Comp 10" *** Caudal por filtro:
CANTID. UNID.
0.2540
Cálculo pérdida compuerta:
D A T O S D E E N T R A D A
Velocidad de filtración Espesor antracita (ea) Porosidad de antracita (poa) Diam. Medio partic. (dpa) Espesor arena (er) Porosidad de la arena (por) Diam. Medio partic. (dpr) Grava: Espesor e1 1,5" - 1" Espesor e2 1" - 1/2" Espesor e3 1/2" - 1/4" Espesor e4 1/4" - 1/8" Espesor e5 1,8" - 2 mm total: Viguetas en "V", diamet Espaciamiento niples Viscosidad cinemática Aceleración gravedad
FORMULA
CALCULOS
Con este valor determinamos el valor de ho = 1,73 * ho Valor total sobre el eje: Tomando el promedio Luego, este valor se adiciona en un 40%
0.085 0.235 0.166 0.23 0.25 0.08
*** Se hace por compuerta lateral circular de 10" m mts m3/seg Qf = Q / 4 Qf = 0,050 / 4 h = [Q/1,00 * Ao]2 * 1/(2*g) h = [0,010/1,00*0,0625]2 * 1/(2*g)
0.1667 50.00 0.73 0.10 25.00 0.82 0.05
mts/min cmts
7.00 5.00 5.00 5.00 10.00 32.00 0.0127
cmts cmts cmts cmts cmts cmts cmts
RESULT UNID.
0.051 0.015 0.0124
mts mts mts mts mts mts
cmts cmts cmts
1.01E-02 cms2/seg 9.81E+02 cm/seg2 h=1,80*e*V*u*(1-po)2/(po3*d2*g)
0.0048
cmts
Cálculo pérdidas en la arena
h=1,80*e*V*u*(1-po)2/(po3*d2*g)
h=1,80*e*V*u*(1-po)2/(po3*d2*g)
0.003
mts
16
Cálculo pérdidas en la grava
h=v*e*3
h=v*e*3
0.0178
mts
17
Cálculo pérdidas en el sistema ** Se usan viguetas prefabircadas en V invertidas de 1,61 m de largo, 0,16 mts de ancho de drenaje 0,15 mts de alto y 0,04 de espesor, provistas con niples plásticos de diámetro 1/2",
0.15
mts
Cálculo perdidas antracita:
15
Altura de las viguetas ***
La Paz - MR-Floc.
Altura canaleta Base de la canaleta Espesor de los muros
m2 Area de entrada m3/seg Caudal por filtro mts Pérdida de carga
h=1,80*e*V*u*(1-po)2/(po3*d2*g)
14
SALIDA Volumen producido por la planta diario
cmts
espaciadas 7 cms centro a centro y alternadas en cada cara. Las viguetas se colocan una al lado de la otra, apoyadas en sus extremos y en el centro con relleno de mortero 1:2 entre ellas hasta el nivel inferior de los niples plásticos. Además se debe colocar mortero entre las viguetas y los muros, de tal forma que el agua 24
Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
D D E A A E N T T Largo del filtro O R Ancho de las viguetas S A Número de viguetas D Longitud de las viguetas Separación de niples Número de niples por cara Número niples por dos caras Número total niples por filtro Area de un niple Area total de los niples
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
2.24 0.15 15 2.273 0.07 31 62 931 1.27E-04 0.1180
SALIDA Volumen producido por la planta diario
se vea obligada a circular unicamente por los niples. mts mts Unid. mts mts Unid.
m2 m2
Pérdida carga considerando los drenes como tubos cortos
mts
Resumen Pérdidas Filtracc:
mts
h = (Q /Cd * A)2 * 1/2 * g
h = (Q /Cd * A)2 * 1/2 * g
2.21E-03
mts
0.0402
mts
2. Durante el lavado: Pérdida en compuerta salida: Sección: Largo: Ancho: Area:
mts mts mts m2
h = (Q /Cd * A)2 * 1/2 * g
h = (Q /Cd * A)2 * 1/2 * g
0.0304
mts
mts
h = (Q /Cd * A)2 * 1/2 * g
h = (Q /Cd * A)2 * 1/2 * g
0.031
mts
0.6 0.01
mts/seg mts/seg
h=V*e/3
h=V*e/3
0.064
mts
0.0625 0.2000 0.2625 1.50 1.00 2.65
gr/cm3 gr/cm3 gr/cm3
0.30 0.40 0.12
Pérdida en los falsos fondos: Pérdida en la grava: Velocidad de lavado Pérdida en el lecho filtrante Expansión del lecho prevista: Arena: e=0,25 mts = 25% ** Antracita: e=0,50 m= 25% ** Tiotal expansión: Peso específico antrac = Ps Peso específico del agua = P Peso específico arena = Ps Pérdida en la antracita:
mts
h = e * (Ps - P)/P * (1 - Po)
h = e * (Ps - P)/P * (1 - Po)
0.068
mts
Pérdida en la arena:
mts
h = e * (Ps - P)/P * (1 - Po)
h = e * (Ps - P)/P * (1 - Po)
0.074
mts
La Paz - MR-Floc.
25
Ing. Yevaz
PASOS
DATOS
D D E A A E N Resumen Pérdidas en lavado: T T O R Lámina de agua en el borde de 18 S A la canaleta = 2 * L D Lámina de agua en el vertedero 19 de salida, L = **** Nivel vertedero de salida 20
21
Componentes del filtro:
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
0.268
mts
0.0357
mts
h = Q / (1,84 * 2 * L)0,6667 h = Q / (1,84 * 2* L)0,6667 2.00 mts ** El nivel del vertedero de salida deberá estar a una altura de 0,467 + 0,027 = 0,494 m sobre el borde de los vertederos de la canaleta de lavado.Por seguridad se coloca 0,60 m
0.040 0.303 0.50
mts mts mts
Cálculo de la pérdida de carga: Altura diponible para expansión del lecho Altura vertederos de la canaleta Altura disponible para pérdidas por el lavado Altura de la lámina de agua en el vertedero de salida Altura disponible por pérdidas en el inicio de la filtración Altura disponible para la variación de nivel del filtro Distancia del lecho expandido a la parre inferior de la canaleta Lámina de agua vertiente a la canaleta Total pérdida de carga: Vacío entre el piso y los falsos fondos: Altura de viguetas de los falsos fondos Espesor de grava por encima de los falsos fondos: Espesor de la arena Espesor de la antracita: Borde libre Total altura de la caja del filtro:
0.26 0.23 0.50 0.04 0.04 0.80 0.04 0.04 1.95 0.25 0.15 0.25 0.25 0.50 0.32 3.67
mts mts mts mts mts
h = Q / (1,84 * 2 * L)0,6667
Chequeo con el R.A.S.
La Paz - MR-Floc.
RESULT UNID.
h = Q / (1,84 * 2* L)0,6667
mts mts mts mts mts mts mts
SALIDA Volumen producido por la planta diario ++++++
Este vr es asumido
0 0 0 0 0 0
O.K. O.K. O.K.
26
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
27
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
28
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
29
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
30
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
31
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
32
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
33
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
34
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
35
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
36
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
37
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
38
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
39
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
40
Ing. Yevaz
La Paz - MR-Floc.
41
Ing. Yevaz
VERTEDERO PERFIL GRAGER CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA CAPACIDAD TOTAL 50 LPS, EN DOS MODULOS DE 25 LPS CADA UNO
PASO
DATOS
D D E Caudal (Q) A E N Viscosidad dinámica T T Acelar. Gravedad O R Ancho (b) del canal S A Altura del canal D Coefic. de vertimiento (Cd) A
1
Altura del perfil (p) CANAL DE REPARTO: Velocidad del agua en el canal de reparto
CANTID. UNID. 0.050 m3/seg 1,307*10-3 N*sg/m2 9.81 mt/sg2 0.60 mts 0.71 mts 2.225 0.40 mts
2
Cálculo del Radio Hidráulico (R)
3
Pérdida unitaria (S) en el canal de reparto
0.014
4
Pérdida total L = 4,50 mt
4.50
mts
0.80 0.20
mts mts
6
Control de excesos caudal Vertedero de 0,80*0,20 MEZCLA RAPIDA: Altura lámina de agua
7 8
5
CALCULOS
V= Q*86,4
V= 0,050*86,4
4320
M3
V = Q/A
V = 0,050/(0,51*60)
0.163
mt/seg
R = Area moj./Perím. Moj
R = 0,60*0,51/0,60+2*0,51 R = (0,60*0,51/0,60+2*0,51)2/3
0.189 0.329
S = [(0,163*0,014)/(0,329)]2
4.83E-05
Ht = 4,50 * S
2.17E-04
mts
S = [(V*n)/(R)2/3]2 n=Coef. de rugosidad=0,014 Ht = 4,50 * S Se deja este vertedero para evacuar el Q de excesos
RESULT UNID.
Quedará localizado sobre la cota 36,41, con una ranura para tabla
Ha = [Q/(2,225 * B)]2/3
Ha = [0,050/(2,225 * 0,60)]2/3
0.11
mts
Altura total: Z
Z=H+p
Z = 0,40 + 0,15
0.51
mts
Relación de altura (RA)
RA = p/Ha
RA = 0,40/0,11
3.58
v1 = [2g * (Z - H/2)]0,5
v1 = [2* 9,8 * (0,53 - 0,153/2)]0,5
2.99
mts/seg
h1 = Q/(v1 * B)
h1 = 0,080/(2,99*0,60)
0.028
mts
Velocidad al pie del perfil
10
FORMULA
Altura de la lámina de agua en la cresta
Cálculo Número de 11 Perfil Creager - Bm.
mts
F1 esta 4,5 y 9,0, Resalto estable 42
Ing. Yevaz
PASO
DATOS
CANTID. UNID.
D 11 D E Froude (F1) A E N T T 12 R Relación alruras conjugadas O S A 13 D Cálculo altura final del resalto A
14
Cálculo de pérdida de carga
15
Cálculo de longitud del resalto
F1 = v1 / (g *h1)
***
Cálculo del tiempo retención
17
Cálculo Grad. Veloc. Coef. de Viscos, u Gravedad, g
18
Cálculo vertedero de control
19
Cálculo altura del vertedero de control
20
1,01*10-6 9.81
m2/seg Kg/m3
CALCULOS 1/2
5.72
h2/h1 =1/2*[{1 + 8 (F1)2}1/2 -1]
h2/h1 =1/2**[{1 + 8 (5,72)2}1/2 -1]
7.11
mts
h2 = h1 * h2/h1
h2 = 0,028 * 7,11
0.198
mts
h = (h2 - h1)3 / 4h1*h2
h = (0,198 - 0,028)3 / 4*0,198*0,028
0.2231
mts
L/h2 =7,51 Libro Ven T. Chow, Pag
L = 7,51 * 0,21
1.487
mts
t = Volumen/Caudal
t = [(0,028+0,197)/2]*1,487*0,60
2.01
seg
G = (g/u*h/t)1/2
G = (9,81/1,01*10-6 * 0,223/2,01))1/2
1037
seg-1
H = [Q/(1,84 * L)]2/3
H = [0,080/(1,84 * 0,60)]2/3
0.127
mts
Hv = h2 - H
Hv = 0,21 - 0,127
0.07
mts
2.99 5.72 1037
mts/seg seg-1 min
0.002 0.002 0.013 0.046 0.097 0.17 0.20 0.25 0.35 0.42 0.47
Chequeo con el R.A.S.
Perfil Creager - Bm.
F1 = 2,99 / (9,81 *0,0028)
RESULT UNID. 1/2
X1,85 = 2,0 * H0,85 * Y, en donde H = 0,11 mts X1,85 = 0,306*Y; Y = 3,26 * X1,85
Curva del perfil Creager Geometría del perfil Valores de X: 0.019 0.02 0.05 0.10 0.15 0.20 0.22 0.25 0.30 0.33 0.35
21
FORMULA
V (mts/seg) > 2,00 1,70;4,50 < F < 2,50; 9,00 G(seg-1) > 1000 43
Ing. Yevaz
PASO
DATOS
D D E CANAL REPARTO FLOC: A E N Pérdida en el canal entre el T T 22 diente y las compuertas O R S A D A
Perfil Creager - Bm.
CANTID. UNID.
0.63
Cd
FORMULA
CALCULOS
h = [Q/(Cd*A]2 * 1/2g Cd = Coefic. para agujero
h = [0,025/(0,63*0,03]2 * 1/2*9,81 A = Area de compuerta = 0,15*0,20
44
RESULT UNID. 0.089 0.03
m2
Ing. Yevaz
A SALIDA Volumen producido por la planta en el día
Suficiente para el arrastre de limos
Despreciable Quedará sobre la cota = 36,41 Altura lámina agua Altura nivel agua > 1,33 ; O.K. Velocidad Altura lámina agua en cresta del perfil Número de Froude Perfil Creager - Bm.
45
Ing. Yevaz
SALIDA Volumen en la sección 1 producido por la planta en H2/H1 el día Relación Altura final resalto Pérdida total de E. Longitud Resalto Ver esquema **** tiempo de mezcla
Gradiente de Velocidad
Altura del diente para perman resal
O.K. O.K. O.K. Perfil Creager - Bm.
46
Ing. Yevaz
SALIDA Volumen producido por la planta en Compuer el día Depende
Perfil Creager - Bm.
47
Ing. Yevaz
MEZCLA RAPIDA CON AGITADOR DE PALETAS PLANAS CALCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR Y DIMENSIONAMIENTO DEL MEZCLADOR Hallar las dimensiones del M.R, equipado con una turbimna de 6 paletas, para una planta con Q=500 lps.La Dop=50 mg/lt
PASO 1
DATOS Caudal (Q) Viscosid. dinámica Acelarac. Gravedad Temper. media del agua
2
Dosis alumbre (C) K para 6 paletas Turbina de 6 paletas Eficiencia del motor Densidad del agua (y)
3
Para optimizar mezcla rapida, según Letterman
4
Se adopta: Gradiente de veloc. (G) Tiempo de mezcla (T)
5
Volumen de la cámara
6
Dimensiones: Diámetro turbina Diametro Cámara Altura nivel agua
7
Potencia del motor Con una e = 80% Se adopta motor de:
8
Velocidad de Rotación
Mezclador con motor
CANTID. UNID. 0.500 m3/seg 1,139*10-3 N*sg/m2 9.81 15o C 50.00 6.30 0.50 80.00% 1000.00
1000 20
D d D H
mt/sg2 mg/lt mts Kgs/m3
FORMULA
CALCULOS
V= Q*86,4
V= 500*86,4
RESULT UNID. 43200
GT = 5,9 * 106 / C1,46 G = 19514 / T T = 19514 / G
GT = 5,9 * 106 / C1,46 G = 19514 / 20 T = 19514 / G
19514 976 20
V=Q*t
V = 0,50 * 20
10.00
M3
D/d = 3 H/d = 3 H=D Pi*D3/4 = 10
3,1416 * D3/4 = 10 d = 2,33/3
2.33 0.78
mts mts
P = G2 * V * u
P = G2 * V * u
11390 14 15
W KW KW
111
RPS
M3
Para cámara Cilíndrica: según Ritcher: D/d=3 e/D = 1/10 2,7 < H/d < 3,9 0,75 < H/d < 1,30 B/d = 1/4 W/d = 1/5
seg-1 seg
mts mts mts mts
N = 60*[P/(K*y*(d)5)]1/3* N = 60*[11390/(6,3*1000*(0,78)5)]1/3 48
Ing. Yevaz
PASO 1
9 10
DATOS
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
Dimensionamiento: H=D W = d/5 h=d e = D/10
w = Ancho de la paleta h = Altura entre piso y paleta d = Largo de la paleta D=Diámetro externo de la cámara e = espesor de los muros Td (seg) < 20 500 < G(seg-1) < 2000
Chequeo con el
Mezclador con motor
RAS
49
RESULT UNID. 2.33 0.78 0.78 0.23
mts mts mts mts
20.00
seg seg-1
1000
Ing. Yevaz
EZCLADOR
SALIDA Volumen producido por la planta en el
Volumen de cámara
Potencia motor
Velocidad de Rotac. Mezclador con motor
50
Ing. Yevaz
SALIDA Volumen producido por la planta en el
O.K. O.K.
Mezclador con motor
51
Ing. Yevaz
VERTEDERO RECTANGULAR CON CONTRACCIONES CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA CAPACIDAD 350 LPS Calcular el G. y el tiempo de mezcla rapida del vertedero rectangular con contracción, que sirve como mezclador rapido para un Q=de 350 lps, ancho B=0,70 m y altura P del vertedero sobre el fondo del canal de 2,0 m. El agua tiene una T = 10º C
PASO
DATOS
1
Caudal (Q) Viscosidad dinámica
CANTID. UNID. 0.017
FORMULA
CALCULOS
RESULT UNID.
m3/seg M3
V= Q*86,4
V= 350*86,4
1469
q = Q/B
q = 0,350/0,70
0.034
mts
hc = [(q)2/g]1/3 p/hc > 3
hc = [(0,50)2/9,81]1/3 2,00 / 0,29 > 3 h1 =
0.05 12.23
mts
Altura crítica O.K
mts
h1 = (2)1/2*hc/[1,06+(p/hc+1,50)1/2]
0.015
mts
h1= Altura conjug. en el pto 1
1,307*10-3 N*sg/m2 Acelar. Gravedad Ancho (B) del canal H. Vertedero (p) 2
3
4
9.80 0.50 0.60
mt/sg2 mts mts
Caudal q por ancho de vertedero Cálculo Profundidad (hc) crítica Cequeo Verted Afor Cálculo profundidad conjugadas (h1)
1/2
5
6
SALIDA Volumen producido por la planta en el día
[(2)1/2*0,29/(1,06+(2,00/0,29+1,50)1/2)
Caudal unitario por m3/sg*mancho de vertedero
1/2
h1/hc=[1,414*/[1,06+(p/hc+1,50) ]
h1/hc=[1,414*/[1,06+(2,0/0,29+1,50) ]
Cálculo de velocidad en el punto 1 (v1)
v1 = q/h1
v1 = 0,50/0,11
2.34
Cálculo Número de Froude (F1)
F1 = v1 / (g *h1)1/2
F1 = 4,73 / (9,81 *0,11)1/2
6.18
h2=(h1/2)*[{1 + 8 (F1)2}1/2 -1]
h2=(0,11/2)*[{1 + 8 (4,65)2}1/2 -1]
0.13
v2 = q/h2
v2 = 0,50/0,70
0.27
mts/seg velocidad (v1)
Número de Froude en la sección 1
Cálculo profundidad 7
conjugadas (h2)
8
Cálculo de velocidad en el punto 2 (v2)
mts
h2= Altura conjug. en el pto 2
mts/seg Velocidad en el punto 2
Cálculo de pérdida 9 Vertedero con contracción
52
Ing. yevaz
PASO
DATOS
1 9
de energía
10
11
12
13
CANTID. UNID.
FORMULA
CALCULOS
3
3
RESULT UNID.
SALIDA Volumentotal de E. Pérdida producido por la planta endel el día Longitud resalto
h = (h2 - h1) / 4h1*h2
h = (0,70 - 0,11) / 4*0,70*0,11
0.19
mts
Cálculo de longitud del resalto (Lj)
Lj = 6*(h2 - h1)
Lj = 6*(0,70 - 0,11)
0.68
mts
Velocidad media en resalto hidráulico
Vm = (v1 + v2)/2
Vm = (4,73 + 0,72)/2
1.30
Tiempo de mezcla el resalto hidráulico
V = e/t, de donde: T = L/Vm
T = 3,55/2,72
0.52
G = [Ps*Hp/(u*T)]1/2
G=[(9800*0,70) / (1,307*10-3 *1,30)]1/2
1671
En V. R. de pared gruesa: Lm = 4,3 * (P)0,1 * (hc)0,9
Lm = 4,3 * (2,0)0,1 * (0,29)0,9
0.27
mts
Punto aplicación del coagulante
hd = 1/6*h2
hd = 1/6*0,70
0.03
mts
Altura de contracc.
V (mts/seg) > 2,00 1,70;4,50 < F < 2,50; 9,00 G(seg-1) > 1000
1.30 6.18 1671
mts/seg seg-1 min
O.K. O.K. O.K.
Cálculo Grad. Veloc. Para T = 10º C 1,307*10-3 Kg-sg/m2 Coef. de Viscos, u N/m3 Peso Espec. = Ps 9800
14
Distancia al punto de aplicac. Coagula.
15
Altura del diente para la contracción
16
Chequeo con el R.A.S.
Vertedero con contracción
53
mts/seg Velocidad media
seg
Tiempo de mezcla
seg-1 Gradiente de Velocidad
Ing. yevaz
VERTEDERO PERFIL GRAGER CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO D
CAPACIDAD TOTAL 90 LPS, EN DOS MODULOS DE 25 LPS CADA UN 0
PASOS
DATOS
CANTID. UNID.
D D E Caudal (Q) A E N Viscosidad dinámica T T Acelar. Gravedad O R Ancho (B) del canal S A Altura del canal D Coefic. de vertimiento (Cd) A Altura del perfil (p)
0.110 m3/seg 1.01.E-06 N*sg/m2 9.81 mt/sg2 0.70 mts 0.70 mts 2.225 0.40 mts
CAMARA AQUIETAMIENTO: Dimensiones: Altura (h) Ancho (b) Largo (l)
2.00 1.00 1.20
FORMULA V= Q*86,4 Q = 2,225 * L * H1,5
mts mts mts
1
Cálculo del Volumen de la cámara de aquietamiento
m3
V=l*b*h
2
Cálculo de la Velocidad por la cara 1,03 x 1,46
mts/seg
v1 = Q / (b * l)
3
Cálculo de Velocidad sentido ascensional
mts/seg
v2 = Q / (b * l)
4
Cálculo de la Velocidad real en la cámara
mts/seg
v = ((v1)2 + (v2)2)1/2
seg
t=l/v
5
Cálculo del tiempo de retención
6
Cálculo del Nivel de agua en la cámara
7
Cálculo de excesos
8
la
cámara
Cota de piso de la cámara Altura de la lámina de agua en la cámara Nivel de agua en la cámara
de
Cálculo del Muro difusor en la cámara 9 Huecos de: 6 Huecos de: Ranura
9
Cálculo de la Velocidad de paso por el muro difusor
10
Cálculo de la pérdida de carga en el muro difusor
0.500 0.250 0.700
0.10 0.10 0.05
mts/seg
v=Q/A
mts
K = (1/0,63)2 h = K * (v)2 / 2 * g
11
1
Cálculo nivel de agua en el canal de aproximac.al perfil
MEDICION MEZCLA RAPIDA Cálculo de lámina de agua en el perfil creaguer
2
Altura Total = p + H
3
Altura de cortina
4
Relación de altura (RA)
5
Velocidad al pie del perfil
6
Altura de la lámina de agua en la cresta
7
Cálculo Número de Froude (F1)
8
Cálculo altura del resalto al final
9
Cálculo de pérdida de energía
10
Cálculo de longitud del resalto (Lr)
11
Cálculo del tiempo retención o mezcla en el resalto
12
Cálculo Grad. Veloc. Coef. de Viscos, u Gravedad, g
13
Cálculo vertedero de control
14
Cálculo lámina vertiente
15
Cálculo altura del vertedero de control
16
Curva del perfil Creager Geometría del perfil
17
Nivel de agua en la cámara Pérdida en muro difusor Nivel de agua en la cámara
Chequeo con el R.A.S.
mts
H = Q / (2,225 * b)0,6667 Z=H+p
RA = p/Ha
v1 = [2g * (Z - H/2)]0,5
mts
h1 = Q/(v1 * B)
F1 = v1 / (g *h1)1/2
h2 = (h1/2)*[{1 + 8 (F1)2}1/2 -1]
h = (h2 - h1)3 / 4h1*h2
***
Para NF=5,85, L/h2 =5,85 Libro Ven T. Chow, Pag
t = Volumen/Caudal
1.01.E-06 9.81
m2/seg Kg/m3
G = (g/u*h/t)1/2
H = [Q/(1,84 * L)]2/3 h3 = (Q / (1,84*1,08))0,667
Hv = h2 - h3 X1,85 = 2,0 * H0,85 * Y, en donde H = 0,112 mts X1,85 = 2,0*0,1120,85Y; Y = 3,21 * X1,85 X = 0,05 - 0,10 - 0,15 - 0,20 - 0,25 Y = 0,012 - 0,045 - 0,096 - 0,160 - 0,25
18
Lámina requerida después del resalto: Nivel del piso = 1,0 por encima de la cota de llegada Nivel del piso cámara reparto Nivel de agua en la cámara de salida
Cálculo del Nivel de agua en la cámara
VERTEDERO PERFIL GRAGER CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EL TIEMPO D
CAPACIDAD TOTAL 90 LPS, EN DOS MODULOS DE 25 LPS CADA UN
PASOS
DATOS
CANTID. UNID.
D D E Caudal (Q) A E N Viscosidad dinámica T T Acelar. Gravedad O R Ancho (B) del canal S A Altura del canal D Coefic. de vertimiento (Cd) A Altura del perfil (p)
0.150 m3/seg 1.01.E-06 N*sg/m2 9.81 mt/sg2 0.80 mts 0.80 mts 2.225 0.30 mts
CAMARA AQUIETAMIENTO: Dimensiones: Altura (h) Ancho (b) Largo (l)
2.50 0.80 1.50
FORMULA V= Q*86,4 Q = 2,225 * L * H1,5
mts mts mts
1
Cálculo del Volumen de la cámara de aquietamiento
m3
V=l*b*h
2
Cálculo de la Velocidad por la cara 1,03 x 1,46
mts/seg
v1 = Q / (b * l)
3
Cálculo de Velocidad sentido ascensional
mts/seg
v2 = Q / (b * l)
4
Cálculo de la Velocidad real en la cámara
mts/seg
v = ((v1)2 + (v2)2)1/2
seg
t=l/v
5
Cálculo del tiempo de retención
6
Cálculo del Nivel de agua en la cámara
7
Cálculo de excesos
8
la
cámara
Cota de piso de la cámara Altura de la lámina de agua en la cámara Nivel de agua en la cámara
de
Cálculo del Muro difusor en la cámara 9 Huecos de Ø 4": 6 Huecos de Ø 2":
0.100 0.050
20.00 15.00
Ranura 9
Cálculo de la Velocidad de paso por el muro difusor
10
Cálculo de la pérdida de carga en el muro difusor
11
Cálculo nivel de agua en el canal de aproximac.al perfil
1
Altura Total = p + H
3
Altura de cortina
4
Relación de altura (RA)
5
Velocidad al pie del perfil
6
Altura de la lámina de agua en la cresta
7
Cálculo Número de Froude (F1)
8
Cálculo altura del resalto al final
9
Cálculo de pérdida de energía
10
Cálculo de longitud del resalto (Lr)
11
Cálculo del tiempo retención o mezcla en el resalto Cálculo Grad. Veloc. Coef. de Viscos, u Gravedad, g
13
Cálculo vertedero de control
14
Cálculo lámina vertiente Cálculo altura del
15
0.10
mts/seg
v=Q/A
mts
K = (1/0,63)2 h = K * (v)2 / 2 * g
Nivel de agua en la cámara Pérdida en muro difusor Nivel de agua en la cámara
MEDICION MEZCLA RAPIDA Cálculo de lámina de agua en el perfil creaguer
2
12
0.800
mts
H = Q / (2,225 * b)0,6667 Z=H+p
RA = p/Ha
v1 = [2g * (Z - H/2)]0,5
mts
h1 = Q/(v1 * B)
F1 = v1 / (g *h1)1/2
h2 = (h1/2)*[{1 + 8 (F1)2}1/2 -1]
h = (h2 - h1)3 / 4h1*h2
***
Para NF=5,85, L/h2 =5,85 Libro Ven T. Chow, Pag
t = Volumen/Caudal
1.01.E-06 9.81
m2/seg Kg/m3
G = (g/u*h/t)1/2
H = [Q/(1,84 * L)]2/3 h3 = (Q / (1,84*1,08))0,667
15
vertedero de control
16
Curva del perfil Creager Geometría del perfil
17
18
Hv = h2 - h3 X1,85 = 2,0 * H0,85 * Y, en donde H = 0,112 mts X1,85 = 2,0*0,1120,85Y; Y = 3,21 * X1,85 X = 0,05 - 0,10 - 0,15 - 0,20 - 0,25 Y = 0,012 - 0,045 - 0,096 - 0,160 - 0,25
Chequeo con el R.A.S. Cálculo del Nivel de agua en la cámara
Lámina requerida después del resalto: Nivel del piso = 1,0 por encima de la cota de llegada Nivel del piso cámara reparto Nivel de agua en la cámara de salida
PERFIL GRAGER ELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA
DOS MODULOS DE 25 LPS CADA UNO
CALCULOS V= 0,050*86,4
RESULT UNID. 9504
M3
SALIDA Volumen producido por la planta diario
Estas dimensiones son asumidas al igual que la ha.
V = 1,50 * 1,03 * 1,46
2.40
m3
v1 = 0,090 / (1,03 * 1,46)
0.09
mts/seg
v2 = 0,090 / (1,65 * 1,03)
0.06
mts/seg
v = ((0,06)2 + (0,05)2)1/2
0.11
mts/seg
t = 1,46 / 0,08
11
seg
ara agua en la cámara mara
O.K.
199.000 1.200 200.200
Area 9 huecos: Area 6 huecos: Area total de los huecos:
0.450 0.150 0.035 0.635
v = 0,090 / 0,588
0.17
K = 2,52 h = 2,52 * (0,15)2 / 2 * 9,81
2.52 3.85E-03
m2 m2 m2 mts/seg Flujo laminar
mara r mara
200.200 0.004 200.196
H = 0,090 / (2,225*1,08)0,6667
0.171
mts
Lámina de agua sobre el perfil
Z = 0,35 + 0,112
0.571
mts
Altura nivel agua
Hc = 0,862 -0,112
0.691
RA = 0,75/0,11
4.05
v1 = [2* 9,8 * (0,53 - 0,153/2)]0,5
3.09
h1 = 0,090/(2,82*1,06)
0.05
F1 esta 4,5 y 9,0, Resalto estable F1 = 2,82 / (9,81 *0,03)1/2
4.37
h2 = (0,03/2)*[{1 + 8 (5,72)2}1/2 -1]
0.31
mts
Altura final resalto
h = (0,21 - 0,04)3 / 4*0,03*0,21
0.265
mts
Pérdida total de E.
Lr = 4,59 * 0,21
1.40
mts
Longitud Resalto Ver esquema ****
t = [(0,03+0,21)/2]*0,60*1,55/0,090
1.94
seg
tiempo de mezcla
G = (9,81/1,01*10-6 * 0,25/2,17))1/2
1151
seg-1 Gradiente de Velocidad
H = [0,090/(1,84 * 0,60)]2/3
0.194
mts
h3 = (0,090 / (1,84*1,08))0,667
0.145
mts
Hv = 0,21 - 0,127
0.160
mts
3.09 4.37
mts/seg seg-1
* H0,85 * Y, en donde H = 0,112 mts 2,0*0,1120,85Y; Y = 3,21 * X1,85 0,20 - 0,25 96 - 0,160 - 0,25 V (mts/seg) > 2,00 1,70;4,50 < F < 2,50; 9,00
> 1,33 ; O.K.
mts/seg Velocidad
mts
Altura lámina agua en cresta del perfil Número de Froude en la sección 1
Altura del diente para perman resal
O.K. O.K.
G(seg-1) > 1000
ués del resalto: encima de la cota de llegada eparto mara de salida
0
min
O.K.
0.31 272.20 271.50 272.08
PERFIL GRAGER ELOCIDAD Y EL TIEMPO DE MEZCLA
DOS MODULOS DE 25 LPS CADA UNO
CALCULOS V= 0,050*86,4
RESULT UNID. 12960
M3
SALIDA Volumen producido por la planta diario
Estas dimensiones son asumidas al igual que la ha.
V = 1,50 * 1,03 * 1,46
3.00
m3
v1 = 0,090 / (1,03 * 1,46)
0.13
mts/seg
v2 = 0,090 / (1,65 * 1,03)
0.08
mts/seg
v = ((0,06)2 + (0,05)2)1/2
0.15
mts/seg
t = 1,46 / 0,08
10
seg
ara agua en la cámara mara
199.000 1.200 200.200
Area 9 huecos: Area 6 huecos:
0.157 0.029
m2 m2
O.K.
Area total de los huecos:
0.080 0.266
v = 0,090 / 0,588
0.56
K = 2,52 h = 2,52 * (0,15)2 / 2 * 9,81
0.63 1.02E-02
mara r mara
m2 mts/seg Flujo laminar
200.200 0.010 200.190
0.192
mts
Lámina de agua sobre el perfil
Z = 0,35 + 0,112
0.492
mts
Altura nivel agua
Hc = 0,862 -0,112
0.670
RA = 0,75/0,11
3.49
v1 = [2* 9,8 * (0,53 - 0,153/2)]0,5
2.79
h1 = 0,090/(2,82*1,06)
0.07
H = 0,090 / (2,225*1,08)
0,6667
> 1,33 ; O.K.
mts/seg Velocidad
mts
Altura lámina agua en cresta del perfil
F1 esta 4,5 y 9,0, Resalto estable F1 = 2,82 / (9,81 *0,03)1/2
Número de Froude en la sección 1
3.43
h2 = (0,03/2)*[{1 + 8 (5,72)2}1/2 -1]
0.32
mts
Altura final resalto
h = (0,21 - 0,04)3 / 4*0,03*0,21
0.184
mts
Pérdida total de E.
Lr = 4,59 * 0,21
1.46
mts
Longitud Resalto Ver esquema ****
t = [(0,03+0,21)/2]*0,60*1,55/0,090
2.50
seg
tiempo de mezcla
G = (9,81/1,01*10-6 * 0,25/2,17))1/2
846
H = [0,090/(1,84 * 0,60)]2/3
0.218
mts
h3 = (0,090 / (1,84*1,08))0,667
0.178
mts
seg-1 Gradiente de Velocidad
Altura del diente
Hv = 0,21 - 0,127
* H0,85 * Y, en donde H = 0,112 mts 2,0*0,1120,85Y; Y = 3,21 * X1,85 0,20 - 0,25 96 - 0,160 - 0,25 V (mts/seg) > 2,00 1,70;4,50 < F < 2,50; 9,00 G(seg-1) > 1000 ués del resalto: encima de la cota de llegada eparto mara de salida
0.140
mts
2.79 mts/seg seg-1 3.43 0 min 0.32 272.20 271.50 272.08
para perman resal
O.K. O.K. O.K.