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• Sthefany Delgado Rojas

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UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS PARCIAL No. 2

HARVEY NIÑO PACHECO D7303147

2020

CANALETA PARSHALL

37. DETERMINACION DEL ANCHO DE LA GARGANTA Para un caudal QMD = 0,5 m3/s = 500 l/s y por la tabla de determinación del ancho w, según el caudal tenemos: Tabla No. 1. Determinación del ancho W de la Parshall en función del caudal

Para un caudal de 500 l/s, sabemos que está en el rango entre 4,24 y 696,20 l/s, por lo tanto el ancho w con el que trabajaremos es W=1 ½´

18" ∗

0,0254 𝑚 = 0,457 𝑚 1 𝑝𝑢𝑙𝑔

38. DIMENSIONES DE LA CANALETA Según la tabla de dimensiones típicas de mediciones Parshall y tabla de constantes K y N, ubicamos los datos para el ancho de la garganta W=1 ½” Tabla No. 2. Constantes k y n para cálculos de caudales 𝑄 = 𝐾 ∗ (ℎ𝑎)𝑛

Tabla No. 3. Dimensiones típicas de medidores Parshall (cm)

De la primera tabla. Coeficiente K = 0,966 y el exponente n = 0,650 De la segunda tabla, dimensiones típicas, se toman los siguientes datos generales: letra A B C D E

Parte de Parshall Longitud de pared convergente Longitud de sección convergente Ancho de la salida Ancho de la entrada sección convergente Profundidad total

Dimensión en cm 144,8

Dimensión en m 1,448

142

1,42

76,2 102,6

0,762 1,026

91,4

0,914

F G K

N

Longitud de garganta Longitud de la sección divergente Diferencia entre el nivel de piso de convergencia y cresta de la garganta Diferencia de elevación entre el nivel de entrada y fondo de garganta

61

0,61

91,5

0,915

7,6

0,076

22,9

0,229

39. DETERMINACION DE LA LAMINA DE AGUA 𝑄 = 𝐾 ∗ (ℎ𝑎)𝑛 (ℎ𝑎)𝑛 =

𝑛 (ℎ𝑎)𝑛

𝑄 𝐾 1

𝑄 𝑛 =[ ] 𝐾 1

𝑚3 0,650 0,5 𝑠 ] ℎ𝑎 = [ 0,966

ℎ𝑎 = 0,36 𝑚 40. CALCULO DE CANALETA EN LA SECCION MEDIDA (Wa)

𝑊𝑎 =

2 (𝐷 − 𝑊 ) + 𝑊 3

De la tabla 3. Dimensiones típicas de mediciones Parshall (cm) se determina que: 𝐷 = 1,026 𝑚 𝑦 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑊 = 1 1/2" = 0,457 𝑚

𝑊𝑎 =

2 (1,026 𝑚 − 0,457𝑚) + 0,457 𝑚 3 𝑊𝑎 = 0,379 + 0,457 𝑚 𝑊𝑎 = 0,836 𝑚 = 0,84 𝑚

41. CALCULO DE LA VELOCIDAD EN LA SECCION MEDIDA (Va) Para determinar la velocidad de la sección media utilizaremos la siguiente fórmula:

𝑉=

𝑉𝑎 =

𝑄 𝐴𝑟𝑒𝑎

𝑄 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑉𝑎 =

𝑄 𝑊𝑎 ∗ ℎ𝑎

𝑚3 0,5 𝑠 𝑉𝑎 = 0,84 𝑚 ∗ 0,36 𝑚 𝑉𝑎 = 1,65 𝑚/𝑠

42. CALCULO DE LA ENERGIA TOTAL DISPONIBLE

Aplicando la ecuación de Bernoulli:

𝐸1 =

𝑉𝑎2 + ℎ𝑎 + 𝑁 2𝑔

Para W=1 ½”, tenemos de la tabla de dimensiones que N=22,9 cm = 0,229 m Reemplazando en la ecuación de Bernoulli tenemos:

𝐸1 =

2,72 𝑚/𝑠 2 + 0,36 𝑚 + 0,229 𝑚 2 ∗ 9,81 𝑚/𝑠2

𝐸1 = 0,138 + 0,36 𝑚 + 0,229 𝑚 𝐸1 = 0,727 𝑚 43. CALCULO DE LA VELOCIDAD ANTES DEL RESALTO (V2) Aplicando la ecuación de Bernoulli 𝑉2 2 𝐸2 = + ℎ2 2𝑔 Pero:

𝑉2 =

𝑄𝑀𝐷 𝑄𝑀𝐷 = 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑎𝑙𝑡𝑜 𝑊 ∗ ℎ2 𝑚3 0,5 𝑠 𝑉2 = 0,457 ∗ ℎ2 𝑉2 =

Reemplazando V2 en E2

1,09 𝑚/𝑠 ℎ2

1,09 𝑚/𝑠 2 ) ℎ2 𝐸2 = + ℎ2 2 ∗ 9,81 𝑚/𝑠 (

1,19 𝑚2/𝑠2 ℎ2 2 𝐸2 = + ℎ2 19,62 𝑚/𝑠 1,19 𝑚2/𝑠2

𝐸2 =

19,62 𝑚/𝑠 ∗ ℎ2 2

𝐸2 =

0,0606 𝑚/𝑠

𝐸2 =

ℎ2 2

+ ℎ2

+ ℎ2

0,0606 ∗ ℎ2 3 ℎ2 2

Igualando E1 y E2, despreciando las perdidas por fricción entre 1 y 2 𝐸1 = 𝐸2

0,727 =

0,0606 ∗ ℎ2 3 ℎ2 2

0,727 ∗ ℎ2 2 = 0,0606 ∗ ℎ2 3 Organizando la ecuación tenemos: ℎ2 3 − (0,727 ∗ ℎ2 2 ) + 0,0606 = 0 El valor de h2 se obtiene de resolver una ecuación cubica que deriva de 3 raíces, la raíz que se debe tomar es la raíz media. -

Cálculo de la velocidad del resalto (V2): X3

+ a1 *x2

+ a2x + a3

= 0

ℎ2 3

−

0,727 ∗ ℎ2 2

+ 0

+ 0,0606 = 0

Para dar solución a las ecuaciones planteadas utilizaremos el método Cardano:

𝑄=

3𝑎2 − 𝑎1 2 9

3(0) − (0,727)2 𝑄= 9 𝑄 = −0,274

𝑅=

𝑅=

9𝑎1 ∗ 𝑎2 − 27𝑎3 − 2𝑎1 3 9

9(−0,727) ∗ (0) − 27(0,0606) − 2(−0,727)3 54 𝑅=

−1,64 + 0,76 54

𝑅 = −0,0163 𝐷 = 𝑄 3 + 𝑅2 𝐷 = (−0,274)3 + (−0,0163)2 𝐷 = −0,020 < 0 Método a seguir: 1. Una de las raíces es real y 2 de ellas son complejas, si D > 0 2. Todas las raíces son reales y al menos son iguales. Si D = 0 3. Todas las raíces son reales y distintas. Si D < 0

En vista de que en nuestro ejercicio D < 0, entonces aplicamos el caso 3.

cos ∅ =

cos ∅ =

−𝑅 √−𝑄 3

−(−0,0163) √−(−0,274)3

cos ∅ = 0,113 ∅ = 𝑎𝑟𝑐 𝑐𝑜𝑠𝑒𝑛𝑜 0,113 ∅ = 92,47° = 92° Hallamos X1

𝑋1 = −2√−𝑄𝑐𝑜𝑠

∅ 𝑎1 −[ ] 3 3

𝑋1 = −2√−(−0,274)𝑐𝑜𝑠

92 −0,727 −[ ] 3 3

𝑋1 = −2√(0,274)𝑐𝑜𝑠30,67 + 0,24 𝑋1 = −0,745 𝑚 Hallamos X2

𝑋2 = −2√−𝑄𝑐𝑜𝑠

∅ + 2𝜋 𝑎1 −[ ] 3 3

𝑋2 = −2√−(−0,274)𝑐𝑜𝑠

92 + 2𝜋 −0,727 −[ ] 3 3

𝑋2 = −2√(0,274)𝑐𝑜𝑠32,76 + 0,242 𝑋2 = −0,735 𝑚 Hallamos X3

𝑋3 = −2√−𝑄𝑐𝑜𝑠

∅ + 4𝜋 𝑎1 −[ ] 3 3

𝑋3 = −2√−(−0,274)𝑐𝑜𝑠

92 + 4𝜋 −0,727 −[ ] 3 3

𝑋3 = −2√(0,274)𝑐𝑜𝑠34,85 + 0,11 𝑋3 = −0,857 𝑚 Sacamos promedio de los 3 valores para obtener el valor de h 2

𝑋𝑚 =

0,745 + 0,735 + 0,857 3

𝑋𝑚 = 0,779 = ℎ2 = 0,78 Reemplazando en la formula

𝑉2 =

1,09 𝑚/𝑠 0,78

𝑉2 = 1,39

𝑚 𝑠

El RAS 2000 indica que la velocidad en la garganta de la canaleta debe ser > 2; como 1,39 < 2, nuestra velocidad no cumple, por lo tanto vamos a cambiar el ancho W de la canaleta por 2´, entonces:

DIMENSIONES DE LA CANALETA Según la tabla de dimensiones típicas de mediciones Parshall y tabla de constantes K y N, ubicamos los datos para el ancho de la garganta W= 2´ Tabla No. 2. Constantes k y n para cálculos de caudales 𝑄 = 𝐾 ∗ (ℎ𝑎)𝑛

Tabla No. 3. Dimensiones típicas de medidores Parshall (cm)

De la primera tabla. Coeficiente K = 0,795 y el exponente n = 0,645

De la segunda tabla, dimensiones típicas, se toman los siguientes datos generales: letra A B C D E F G K

N

Parte de Parshall Longitud de pared convergente Longitud de sección convergente Ancho de la salida Ancho de la entrada sección convergente Profundidad total Longitud de garganta Longitud de la sección divergente Diferencia entre el nivel de piso de convergencia y cresta de la garganta Diferencia de elevación entre el nivel de entrada y fondo de garganta

Dimensión en cm 152,3

Dimensión en m 1,523

149,3

1,493

91,5 129,7

0,915 1,297

91,4 61

0,914 0,61

91,5

0,915

7,6

0,076

22,9

0,229

DETERMINACION DE LA LAMINA DE AGUA 𝑄 = 𝐾 ∗ (ℎ𝑎)𝑛 (ℎ𝑎)𝑛 =

𝑛 (ℎ𝑎)𝑛

𝑄 𝐾 1

𝑄 𝑛 =[ ] 𝐾 1

𝑚3 0,645 0,5 𝑠 ] ℎ𝑎 = [ 0,795

ℎ𝑎 = 0,487 𝑚

CALCULO DE CANALETA EN LA SECCION MEDIDA (Wa)

𝑊𝑎 =

2 (𝐷 − 𝑊 ) + 𝑊 3

De la tabla 3. Dimensiones típicas de mediciones Parshall (cm) se determina que: 𝐷 = 1,207 𝑚 𝑦 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑊 = 2´ = 0,61𝑚

𝑊𝑎 =

2 (1,207 𝑚 − 0,61𝑚) + 0,61 𝑚 3 𝑊𝑎 = 1,00

CALCULO DE LA VELOCIDAD EN LA SECCION MEDIDA (Va) Para determinar la velocidad de la sección media utilizaremos la siguiente fórmula:

𝑉=

𝑉𝑎 =

𝑄 𝐴𝑟𝑒𝑎

𝑄 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑉𝑎 =

𝑄 𝑊𝑎 ∗ ℎ𝑎

𝑚3 0,5 𝑠 𝑉𝑎 = 1,0 𝑚 ∗ 0,487 𝑚 𝑉𝑎 = 1,027 𝑚/𝑠

CALCULO DE LA ENERGIA TOTAL DISPONIBLE

Aplicando la ecuación de Bernoulli:

𝐸1 =

𝑉𝑎2 + ℎ𝑎 + 𝑁 2𝑔

Para W=1 ½”, tenemos de la tabla de dimensiones que N=22,9 cm = 0,229 m Reemplazando en la ecuación de Bernoulli tenemos:

𝐸1 =

1,055 𝑚/𝑠 2 + 0,487 𝑚 + 0,229 𝑚 2 ∗ 9,81 𝑚/𝑠2 𝐸1 = 0,77 𝑚

CALCULO DE LA VELOCIDAD ANTES DEL RESALTO (V2) Aplicando la ecuación de Bernoulli

𝐸2 =

𝑉2 2 + ℎ2 2𝑔

Pero:

𝑉2 =

𝑄𝑀𝐷 𝑄𝑀𝐷 = 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑎𝑙𝑡𝑜 𝑊 ∗ ℎ2

𝑚3 0,5 𝑠 𝑉2 = 0,61 ∗ ℎ2

𝑉2 =

0,82 𝑚/𝑠 ℎ2

Reemplazando V2 en E2 0,82𝑚/𝑠 2 ) ℎ2 𝐸2 = + ℎ2 2 ∗ 9,81 𝑚/𝑠 (

0,82 𝑚2/𝑠2 ℎ2 2 𝐸2 = + ℎ2 19,62 𝑚/𝑠

𝐸2 =

0,82 𝑚2/𝑠2 19,62 𝑚/𝑠 ∗ ℎ2 2

𝐸2 =

0,042 𝑚/𝑠 ℎ2 2

𝐸2 =

+ ℎ2

+ ℎ2

0,042 ∗ ℎ2 3 ℎ2 2

Igualando E1 y E2, despreciando las perdidas por fricción entre 1 y 2 𝐸1 = 𝐸2

0,77 =

0,042 ∗ ℎ2 3 ℎ2 2

0,77 ∗ ℎ2 2 = 0,042 ∗ ℎ2 3 Organizando la ecuación tenemos:

ℎ2 3 − (0,77 ∗ ℎ2 2 ) + 0,042 = 0 El valor de h2 se obtiene de resolver una ecuación cubica que deriva de 3 raíces, la raíz que se debe tomar es la raíz media. -

Cálculo de la velocidad del resalto (V2): X3 + a1 *x2 + a2x + a3 = 0 3 − 0,77 ∗ ℎ 2 + 0 + 0,042 = 0 2 ℎ2

Para dar solución a las ecuaciones planteadas utilizaremos el método Cardano: 3𝑎2 − 𝑎1 2 𝑄= 9

𝑄=

3(0) − (0,77)2 9

𝑄 = −0,066

𝑅=

9𝑎1 ∗ 𝑎2 − 27𝑎3 − 2𝑎1 3 9

9(−0,77) ∗ (0) − 27(0,042) − 2(−0,77)3 𝑅= 54 𝑅 = −0,00041 𝐷 = 𝑄 3 + 𝑅2 𝐷 = (−0,066)3 + (−0,00041)2 𝐷 = −0,00029 < 0 Método a seguir:

4. Una de las raíces es real y 2 de ellas son complejas, si D > 0 5. Todas las raíces son reales y al menos son iguales. Si D = 0 6. Todas las raíces son reales y distintas. Si D < 0 En vista de que en nuestro ejercicio D < 0, entonces aplicamos el caso 3.

cos ∅ =

cos ∅ =

−𝑅 √−𝑄 3

−(−0,00041) √−(−0,066)3

cos ∅ = 0,024 ∅ = 𝑎𝑟𝑐 𝑐𝑜𝑠𝑒𝑛𝑜 0,024 ∅ = 98,47° = 98° Hallamos X1

𝑋1 = −2√−𝑄𝑐𝑜𝑠

∅ 𝑎1 −[ ] 3 3

𝑋1 = −2√−(−0,066)𝑐𝑜𝑠

98 −0,77 −[ ] 3 3

𝑋1 = −0,223 𝑚 Hallamos X2

𝑋2 = −2√−𝑄𝑐𝑜𝑠

∅ + 2𝜋 𝑎1 −[ ] 3 3

𝑋2 = −2√−(−0,066)𝑐𝑜𝑠

98 + 2𝜋 −0,77 −[ ] 3 3

𝑋2 = 0,313 𝑚 Hallamos X3

𝑋3 = −2√−𝑄𝑐𝑜𝑠

∅ + 4𝜋 𝑎1 −[ ] 3 3

𝑋3 = −2√−(−0,066)𝑐𝑜𝑠

98 + 4𝜋 −0,77 −[ ] 3 3

𝑋3 = 0,727 𝑚 Sacamos promedio de los 3 valores para obtener el valor de h 2

𝑋𝑚 =

0,223 + 0,313 + 0,727 3

𝑋𝑚 = 0,354 = ℎ2 = 0,35 Reemplazando en la formula

𝑉2 =

0,82 𝑚/𝑠 0,35

𝑉2 = 2,31

𝑚 𝑠

El RAS 2000 indica que la velocidad en la garganta de la canaleta debe ser > 2; como 2,31 > 2, nuestra velocidad cumple

44. DETERMINACION DE LA LAMINA DE AGUA EN EL RESALTO

De la figura de la canaleta tenemos que ℎ𝑏 = ℎ2 − 𝑁 h2= 0,35 N= 0,229 m ℎ𝑏 = 0,35 − 0,229 ℎ𝑏 = 0,121 𝑚

45. CHEQUEO DE GRADO DE SUMERGENCI (S): Para verificar la condición de aforador de la canaleta Parshall:

𝑆=

𝑆=

ℎ𝑏 ℎ𝑎

0,121 0,35

𝑆 = 0,346 Según la tabla 4. Tabla de sumergencia, y W= 2´, se determina que la sumergencia máxima es de 0,70 Tabla No. 4 valores de sumergencia

De acuerdo a la tabla anterior y al valor encontrado de sumergencia, S = 0,346 < 0,60, por lo tanto la canaleta cumple con los parámetros de sumergencia, es decir, trabaja con descarga libre y sirve como aforador. 46. CANALETA PARSHALL COMO MEZCLADOR Para que la canaleta Parshall funcione como mezclador debe cumplir que Ha/W debe estar entre 0,40 y 0,80. Donde Ha es la altura del agua y W es el ancho de la canaleta en la garganta, así: 𝐻𝑎 0,35 𝑚 = 𝑊 0,61 𝑚 𝐻𝑎 = 0,57 𝑚 𝑊 Como 3,28 no está entre 0,40 y 0,80, entonces esta canaleta no funciona como mezcladora.

Para lograr que la canaleta funciones como mezcladora, con este ancho W de la garganta, debe instalarse un dispositivo en la zona de la convergencia para obligar a que la altura Ha sea la adecuada para cumplir como mezclador. 𝐻𝑎 = 0,61 ∗ 0,8 𝐻𝑎 = 0,488 𝐻𝑎 0,488 𝑚 = 𝑊 0,61 𝑚 𝐻𝑎 = 0,8 𝑚 𝑊 Otras condiciones que debe cumplir para ser mezclador rápido son: -

Velocidad mínima en la garganta debe ser > 2 m/s

-

Velocidad mínima en el efluente debe ser aproximadamente a 0,75 m/s

-

El resalto no debe ser oscilante, es decir, que el número de Froude debe estar entre 1,7 y 2,5 o entre 4,5 y 9,0

La aplicación de la solución de coagulantes debe realizarse en el punto de mayor turbulencia 47. CALCULO DEL NUMERO DE FROUDE En canales abiertos:

𝐹𝑅 =

Donde: Dh: profundidad hidráulica = A/T

𝑉 √𝑔 ∗ 𝐷ℎ

Donde A es el área de la sección transversal del flujo T es el ancho de la lámina libre

𝐷𝐻 =

𝑊 ∗ ℎ2 = ℎ2 𝑊

Numero de froude en el punto 2 de la canaleta

𝐹2 = √

𝐹2 = √

𝑣22 𝑔 ∗ ℎ2

5,34𝑚/𝑠 2 𝑚 9,81 𝑠2 ∗ 0,35𝑚

𝐹2 = √

5,34𝑚2/𝑠 2 3,43 𝑚/𝑠

𝐹2 = 1,24 Debido a que el número de Froude no se encuentra dentro de los rangos establecidos, el resalto en la canaleta no permanece siempre en su posición, para solucionarlo se debe instalar una persiana aguas abajo que se pueda graduar mensualmente por un operario hasta lograr la estabilidad requerida. Instalando dicha persiana obtendremos un valor de h2= ℎ2 = 0,35 ∗ 0,30 ℎ2 = 0,105

𝐹2 = √

2,31𝑚/𝑠 2 𝑚 9,81 𝑠2 ∗ 0,105𝑚

𝐹2 = √

5,34𝑚2/𝑠 2 1,03 𝑚/𝑠

𝐹2 = 2,2 48. CALCULO DE LA LAMINA DE AGUA AL FINAL DEL TRAMO DIVERGENTE Un resalto hidráulico se forma en el canal si el número de Froude del flujo, la profundidad del flujo y la profundidad aguas abajo satisfacen la ecuación. 1 𝑦2 1 = [(1 + 8𝑓1 2 )2 − 1] 𝑦1 2

Reemplazando y2 = h3 y y1 = h2 1 ℎ3 1 = [(1 + 8𝑓12 )2 − 1] ℎ2 2

ℎ3 =

ℎ3 =

ℎ2 [√1 + 8𝑓2 2 − 1] 2

0,35 [√1 + 8 ∗ 2,22 − 1] 2

ℎ3 = 0,175[√39,72 − 1] ℎ3 = 0,93 𝑚

49. CALCULO DE LAMINA AL FINAL DE LA CANALETA

De la figura deducimos que: ℎ4 = ℎ3 − (𝑁 − 𝐾) ℎ4 = 0,93 − (0,229 − 0,076) ℎ4 = 0,625 𝑚 Por formarse un resalto muy cerca de la salida de la garganta, se puede considerar que en la sección la cabeza de posición es cero. 50. CALCULO DEL TIEMPO MEDIO DE LA MEZCLA El tiempo medio de la mezcla se obtiene de la siguiente fórmula:

𝑡𝑑 =

𝐺 𝑉𝑚

Según la tabla de dimensiones y para W = 2´, G = 0,915 m

𝑉𝑚 =

𝑣2 + 𝑣1 2

𝑉3 =

𝑉3 =

𝑄𝑀𝐷 𝑊 ∗ ℎ3

0,5 𝑚3/𝑠 0,61 ∗ 0,625

𝑉3 =

0,5 𝑚3/𝑠 0,381

𝑉3 = 1,31

𝑉4 =

𝑉4 =

𝑚 𝑠

𝑄𝑀𝐷 𝐶 ∗ ℎ4

0,5 𝑚3/𝑠 0,915 ∗ 0,625

𝑚3 0,5 𝑠 𝑉4 = 0,572 𝑉4 = 0,87 𝑚/𝑠

𝑉𝑚 =

𝑉3 + 𝑉4 2

𝑚 1,31 𝑠 + 0,87𝑚/𝑠 𝑉𝑚 = 2 𝑉𝑚 = 1,09 𝑚/𝑠 Reemplazando tenemos:

𝑇𝑑 =

𝐺 𝑉𝑚

𝑇𝑑 =

0,915 𝑚 1,09 𝑠

𝑇𝑑 = 0,84 𝑠 51. CALCULO DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD (G)

𝐺=√

𝜌 ∗ ∆ℎ 𝜌 ∗ 𝑡𝑑

Donde: ρ: peso específico del agua = 1000 kg/m3 µ: viscosidad del agua para una temperatura dada = 1,275*10-3 kg/m*seg

𝜌 = 1000

𝑘𝑔 9,81 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 ∗ 𝑚3 1 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜

𝜌 = 9800 𝑁/𝑚3 Para calcular la perdida de carga aplicando la ecuación de Bernoulli se tiene: 𝐸1 = 𝐸4 + ∆ℎ 𝑉𝑎 2 𝐸1 = + ℎ𝑎 + 𝑁 2𝑔 𝑉4 2 𝐸4 = + ℎ𝑎 + (𝑁 − 𝐾 ) + ∆ℎ 2𝑔 𝑉𝑎 2 𝑉4 2 + ℎ𝑎 + 𝑁 = [ + ℎ𝑎 + (𝑁 − 𝐾 )] + ∆ℎ 2𝑔 2𝑔

0,87𝑚/𝑠 2 + 0,35𝑚 + (0,229𝑚 − 0,076 𝑚)] + ∆ℎ 2 ∗ 9,81𝑚/𝑠2

0,77 = [

0,77 = [

0,76 + 0,35𝑚 + (0,153 𝑚)] + ∆ℎ 19,62 0,77 = 0, 54𝑚 + ∆ℎ ∆ℎ = 0,23 𝑚

Reemplazando tenemos

𝐺=√

𝜌 ∗ ∆ℎ 𝜌 ∗ 𝑡𝑑

𝑁 9800 𝑚3 ∗ 0,23𝑚

𝐺=√ 10−3 𝑘𝑔 1,275 ∗ 𝑚 ∗ 𝑠 ∗ 0,84

𝐺=√

𝑁 2254 𝑚2 0,00107

𝐺 = 1451,4 /𝑠 𝐺 = 1451,4 𝑠 −1 Según el RAS 2000 el rango del gradiente debe estar en el intervalo 500 s -1 ≤ G ≥ 2000 s-1, por lo cual nuestro gradiente cumple para mezclador rápido.

52. CALCULO DE LA DISTANCIA DE LA ELEVACION DE LA CRESTA POR ENCIMA DEL FONDO DEL CANAL DE SALIDA (X)

ℎ5 = 𝐸 = ℎ4 + 𝑋 Reemplazando tenemos: 0,914 = 0,625 𝑚 + 𝑋 𝑋 = 0,29 𝑚 Se recomienda para X un factor de seguridad de 10%, entonces: 𝑥 = 0,29 + (0,29 ∗ 0,10) 𝑥 = 0,32 𝑚 53. LONGITUD DE DESARROLLO DEL RESALTO (L) 𝐿 = 6 ∗ (ℎ3 − ℎ2) 𝐿 = 6(0,93 − 0,35) 𝐿 = 3,48 𝑚 54. DIMENSIONES Y DIBUJO

55. CANAL DE ENTRADA CANALETA PARSHALL 𝐸𝑁𝑇𝑅𝐴𝐷𝐴 = 𝐷 = 1,207 𝑚 = 1,21 𝑚 𝐴𝐿𝑇𝑈𝑅𝐴 = ℎ0 + 𝐵𝐿 Donde BL: borde libre, asumimos 15 cm 𝐴𝐿𝑇𝑈𝑅𝐴 ℎ = 1,21𝑚 + 0,15 𝑚 ℎ = 1,36 𝑚 Se construye un canal de b*h aguas arriba, es decir de dimensiones 1,21 m x 1,26 m.

DISEÑO DE SEDIMENTADOR

56. CANAL AGUAS ABAJO 𝐶𝐴𝑁𝐴𝐿 𝐷𝐸 𝑆𝐴𝐿𝐼𝐷𝐴 𝐷𝐸𝐿 𝐶𝐴𝑁𝐴𝐿 = 𝐶 = 0,915 𝑚 = 0,91 𝑚 𝐴𝐿𝑇𝑈𝑅𝐴 𝐷𝐸𝐿 𝐶𝐴𝑁𝐴𝐿 = ℎ5 + ∆ℎ + 𝐵𝐿 𝐴𝐿𝑇𝑈𝑅𝐴 𝐷𝐸𝐿 𝐶𝐴𝑁𝐴𝐿 = 0,914 𝑚 + 0,23 𝑚 + (0,914 + 0,23) ∗ 0,30 𝐴𝐿𝑇𝑈𝑅𝐴 𝐷𝐸𝐿 𝐶𝐴𝑁𝐴𝐿 = 1.14 + 0,34 𝐴𝐿𝑇𝑈𝑅𝐴 𝐷𝐸𝐿 𝐶𝐴𝑁𝐴𝐿 = 1,48 𝑚