Ancho y alto desrenador

Método de CAMP Método Retardador de Turbulencia

b = Q/(h*v) b = Q/(h*v)
L = f (b, h, w) = (h*v)/w L = (V h3/2)/(w h1/2- 0,132V)
b = ancho del desarenador
L = longitud del desarenador, se calcula de tres formas

Q = caudal de diseño
V = velocidad de flujo = a (d)0.5
w = velocidad de sedimentación

Velocidad de caida de párticulas en función del diámetro

w (cm/s)
Diámetro (mm) 1 2 3 4 5 6
0.05 1.30 0.50 0.70 0.20 0.20
0.10 2.10 0.95 1.40 0.80 1.00
0.20 3.50 2.20 2.80 3.00 2.50 2.00
0.35 6.20 4.40 5.00 4.50 6.50 5.00
0.50 6.80
1.00 11.00
1 Envolvente de valores máximos registrados por el VAWE para párticulas naturales
2 Envolvente de valores mínimos registrados por el VAWE para párticulas naturales
3 Valores medios de Krey - VAWE
4 Valores experimentales de Guicciardi
5 Valores de Rubey, para particulas naturales
6 Velocidad según SUDRY

Método de Velikanov
Método de CAMP Eficiencia (%) T
Diámetro a 5 -1.50
> 1 mm 36 25 -0.50
0,1mm<d<1mm 44 50 0.00
< 0.1mm 51 75 0.50
80 0.60
85 0.75
90 1.00
95 1.40
97 1.50

CALCULO DE LONGITUD ANCHO DEL DESARENADOR PR TRES METODOS

Vcrítica Vcaída
Qtotal Número Qnave Profundidad D V w
(m3/s) naves (m3/s) (m) (mm) (cm/s) (cm/s)

Desarenador Aductor Embalse Checras

17.50 2 8.75 5.50 0.25 22.00 2.93

Método CAMP Método Retardador Método Velikanov

de Turbulencia Eficiencia = 95 %

b L b L b L
(m) (m) (m) (m) (m) (m)

7.23 41.30 7.23 71.52 7.23 67.71

Página 1
 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 1.5 mm.

DATOS:
D= 0.25 mm Diametro de la Particula
Q= 658 L/s Caudal de Diseño
n= 0.018 Rugosidad de Manning HºCº
i= 2 %o pendiente Entrada y Salida del canal

2
.
-
CALCULO DE VELOCIDAD DE FLUJO

La velocidad en un desarenador se considera lenta cuando esta comprendida entre 0,10 a 0,60 m/s

La eleccion puede ser arbitraria o puede realizarse o utilizando la formula de Camp.

V d  a d
Donde:
Vd= velocidad de escurrimiento cm/s
d= 0.25 diametro mm.
a= 36 constante en funcion al diametro

Diametro D (mm) a
D < 0,1mm 51
0.1mm< D< 1mm 44
D > 1mm 36

V d
 36 1 .5
Vd= 22.00 cm/s

Vd= 0.22 m/s velocidad de escurrimiento

 3
.
-
ANCHO DE CAMARA ( asumido)

B= 5.5 m

Tomando en cuenta que: 0 . 8  H  1

B
relacion H/B = 0.91 Si cumple condición

4.- ALTURA DE LA CAMARA DE SEDIMENTACION

Q
H 
v*B

Caudal de diseño: Q= 0.658 m3/s

Por lo tanto: H= 0.5438017 m

por lo que asumimos: H= 5 m

Verificacion del tipo de Flujo

Q
V 
A

V= 0.9138889 m/s

Numero de Reynolds V * Rh Laminar Re<2000

Re  Transcisional 2000<Re<4000
Donde: v Turbulento Re > 4000
V= 0.91388889 velocidad del flujo
Rh= 0.30 radio Hidraulico de la seccion que fluye el caudal
v= 0.0000010070 20º C viscosidad del fluido

Re= 272260.840781198 Flujo Turbulento

 5.- CALCULO DE LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACION

FLUJO LAMINAR
Velocidad de Sedimentacion según Diametro de la Particula

D (mm) Vs (cm/s)
0.05 0.178
0.1 0.692
0.15 1.56 D= 0.25 mm diametro de la particula
0.2 2.16
0.25 2.7
0.3 3.24 Vs = 2.700 cm/s
0.35 3.78 Vs= 0.027 m/s
0.4 4.32
0.45 4.86
0.5 5.4
0.55 5.94
0.6 6.48
0.7 7.32
0.8 8.07
1 9.44
2 15.29
3 19.25
5 24.9

FLUJO TURBULENTO
4* g *D
Vs  ( s  1) *
3*c
Donde
Vs= velocidad de sedimentacion(cm/s)
λs= 2.625 peso especifico de las particulas (g/cm3) practicamente invariable 2,60-2,65
g= 9.81 aceleracion de la gravedad (m/s2)
D= 0.025 diametro de las particulas (cm)
c= 0.5 coeficiente de resistencia de los granos c= 0,5 granos redondos

Vs= 1.0308977 cm/s

Vs= 0.010309 m/s

 6.- TIEMPO DE RETENCION

H
T 
V
s

s
Turbulento
tiempo que demora la particula en caer desde la
Ts= 485.014193 s.
superficie al fondo.
Laminar
Ts= 185.185 s. tiempo conciderando flujo Laminar

7.- LONGITUD DE LA CAMARA

Flujo Laminar

L  k *V d
*t S
Donde:
L= Longitud de camara (m)
k= Coeficiente de seguridad

k es un coeficiente de seguridad usado en desarrenadores de bajas velocidades para tomar en cuenta

los efectos de la turbulencia y depende de la velocidad de escurrimiento de acuerdo a la siguiente
tabla:

Coeficiente de Seguridad
Velocidad de escurrimiento (m/s) K
0.2 1.25
0.3 1.5
0.5 2

Interpolacion
Vd k
1 0.3 1.5
2 0.22 k
3 0.5 2

k= 1.3000 cm/s

L  k *V d
*t S

L= 52.963 m
Constructivamente Se asume L= 53 m

Flujo Turbulento

L  k *V d
*t S

Donde:
L= Longitud de camara (m)
k= Coeficiente de seguridad

k es un coeficiente de seguridad usado en desarrenadores de bajas velocidades para tomar en cuenta

los efectos de la turbulencia y depende de la velocidad de escurrimiento de acuerdo a la siguiente
tabla:

Coeficiente
Velocidadde de
Seguridad
escurrimiento (m/s) K
0.2 1.25
0.3 1.5
0.5 2

Interpolacion
Vd k
1 0.3 1.5
2 0.22 k
3 0.5 2

k= 1.3000 cm/s

L  k *V d
*t S

L= 138.714 m

Se asume L= 139 m

8,- TRANSICION DE ENTRADA

T T
L  2 1

2 * Tan (12 . 5 )
T o

donde:
LT: longitud de la transicion m
T2: 5.5 Espejo de agua en la camara de sedimentacion (m)
T1: 1.2 Espejo de agua en el canal de entrada (m)
 LT = 9.6980233 m

por fines constructivos LT = 10.00 m

9.- DIMENSIONAMIENTO FINAL :

Transicion de Entrada y Salida

T1 1 T2

Lt

10,00 m

Canal de Ingreso Desarenador Canal de salida

1,2 m 1,5 m

39 m
Aliviadero

DATOS

Q 3178.32 pies/s
P 3 pies
Hmax 6
Hd 4.511278 pies
g 32.2 pies/s2

COEFICIENTE DE DESCARGA

P/Hd Co
0.5 2.1
0.665 2.4

CONSIDERACIONES DE PARAMENTO: PARAMENTO RECTO

RELACION DE CARGA DE OPERACIO Y CARGA DE DISEÑO

Hd P/Hd Co C/Co C
4.5113 0.665 2.1 1.04 2.184
6 0.5 2.4 1 2.4

LONGITUD DE CRESTA 𝐿=𝑄/(𝐶𝐻^(3/2) )

Hd P/Hd Co C/Co C Le(pies)

4.5113 0.5 2.1 1.04 2.184 99.018903
6 0.665 2.4 1 2.4 90.107202

LONGITUD NETA

𝐿𝑒=𝐿−[2(𝑁𝐾𝑝+𝐾𝑎)𝐻𝑒]
N 2 cantidad de pilas
Kp -0.01
Ka 0.1
He 6

Hd P/Hd Co C/Co C Le(pies) L(pies)

4.5113 0.665 2.1 1.04 2.184 99.018903 99.9789
6 0.5 2.4 1 2.4 90.107202 91.0672

CLAROS 3

Hd P/Hd Co C/Co C Le(pies) L(pies) L Claros

4.5113 0.665 2.1 1.04 2.184 99.02 99.98 33.01
 6 0.5 2.4 1 2.4 90.11 91.07 30.04

CONSIDERANDO EL TIPO 2

Hd P/Hd Co C/Co C Le(pies) L(pies) L Claros L pila(pies) LT(pies)

4.5113 0.665 2.1 1.04 2.18 99.02 99.98 33.01 1.20 101.4279
6 0.5 2.4 1 2.40 90.11 91.07 30.04 1.60 93.3112

VALORES DE CARGA-GASTO
Hd 4.51
Co 2.10
Le 100.00

H H/Hd C/Co C Kp Le Q
0.5549 0.123 0.83 1.743 0.11 99.644872 71.78925
1.1098 0.246 0.864 1.8144 0.085 99.400722 210.8505
1.6647 0.369 0.892 1.8732 0.062 99.254232 399.321
2.2241 0.493 0.92 1.932 0.045 99.154857 635.3908
2.7789 0.616 0.944 1.9824 0.032 99.088505 909.9867
3.3338 0.739 0.966 2.0286 0.029 98.946508 1221.836
3.8887 0.862 0.982 2.0622 0.025 98.833383 1562.949
4.5113 1 1 2.1 0.015 98.827068 1988.587
4.9985 1.108 1.013 2.1273 0.005 98.900331 2351.178
6 1.33 1.04 2.184 -0.01 99.04 3178.997

PARA EL CALCULO DE C/Co

 GRAFICOS CARGA GASTO

GASTO vs Carga
2500

2000

1500
Q(pies3/S)

1000

500

0
0 1 2 3 4 5 6
H(pies)

Carga vs Gasto
7

4
H (pies)

0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Q(pies3/s)

DISEÑO DEL PERFIL

FACTORES K y n
DESPRECIANDO LA PERDIDA EN LA LLEGADA𝑣𝑎=𝑞/(𝐻𝑑+𝑃)

ℎ𝑎=0.1 〖𝑣𝑎〗 ^2/2𝑔

ha/Hd 0
k 0.5
n 1.872

ELEMENTOS DE PERFIL DEL CIMACIO

PERFIL DEL CIMACIO EN CUADRANTE AGUAS ABAJO

𝑌/𝐻𝑑=𝑘 〖 (𝑥/𝐻𝑑) 〗 ^𝑛

𝑌=0.5 〖 (𝑥) 〗 ^1.872∗ 〖 (4.51) 〗 ^(−0.872)

𝑌=0.1344 〖 (𝑥) 〗 ^1.872

a= 0.7
Xt 7.326255
N 1.872
K 0.5

X Y
0 0
0.5 0.036717
1 0.1344
1.5 0.287106
2 0.491957
2.5 0.747038
3 1.050921
3.5 1.402473
4 1.800759
4.5 2.244983
5 2.734457
5.5 3.268573
6 3.846789
6.5 4.468616
7 5.133609
7.33 5.595951

PERFIL DE CIMACIO AGUAS ARRIBA

PARA ha/Hd
Hd 4.511278 xc 1.28
xc/Hd 0.283 yc 0.57
yc/Hd 0.127 R1 2.39
R1/Hd 0.53 R2 1.06
R2/Hd 0.234

Perfil en centro de pila Perfil en contacto con la pila

para h/Hd=1.33 para h/Hd=1.33

x/Hd y/Hd x/Hd y/Hd x al centro contacto cn pilas

-1.00 -1.23 -1.00 -1.24 -4.51 -5.55 -5.57
-0.80 -1.22 -0.80 -1.22 -3.61 -5.48 -5.51
-0.60 -1.19 -0.60 -1.21 -2.71 -5.39 -5.45
-0.40 -1.16 -0.40 -1.22 -1.80 -5.23 -5.49
-0.20 -1.12 -0.20 -1.24 -0.90 -5.06 -5.61
 0.00 -1.07 0.00 -1.10 0.00 -4.83 -4.98
0.20 -1.02 0.20 -0.95 0.90 -4.58 -4.29
0.40 -0.94 0.40 -0.82 1.80 -4.26 -3.70
0.60 -0.85 0.60 -0.69 2.71 -3.82 -3.11
0.80 -0.73 0.80 -0.55 3.61 -3.27 -2.48
1.00 -0.56 1.00 -0.39 4.51 -2.54 -1.75
1.20 -0.36 1.20 -0.22 5.41 -1.61 -0.97
1.40 -0.10 1.40 -0.01 6.32 -0.46 -0.05
1.60 0.17 1.60 0.21 7.22 0.78 0.94
1.80 0.47 1.80 0.44 8.12 2.10 1.98

PERFIL DEL AGUA PERFIL DEL CIMACIO

en X Y
al centro
x contacto
del claro -3.00 -3.00
con pilas
-4.51 5.55 5.57 -1.28 -3.00
-3.61 5.48 5.51 -1.28 -0.57
-2.71 5.39 5.45 0.00 0.00
-1.80 5.23 5.49 0.00 0.00
-0.90 5.06 5.61 0.50 -0.04
0.00 4.83 4.98 1.00 -0.13
0.90 4.58 4.29 1.50 -0.29
1.80 4.26 3.70 2.00 -0.49
2.71 3.82 3.11 2.50 -0.75
3.61 3.27 2.48 3.00 -1.05
4.51 2.54 1.75 3.50 -1.40
5.41 1.61 0.97 4.00 -1.80
6.32 0.46 0.05 4.50 -2.24
7.22 -0.78 -0.94 5.00 -2.73
8.12 -2.10 -1.98 5.50 -3.27
6.00 -3.85

PERFIL
8.00

6.00

4.00

2.00
y

0.00
-6.00 -4.00 -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

-2.00
 2.00

y
0.00
-6.00 -4.00 -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

-2.00

-4.00

-6.00

PERIL DEL AGUA AL CENTRO DEL CLARO

PERFIL DEL AGUA AL LADO DE LAS PILAS
PERFIL DE CIMACIO
10.00
10.00