santa ines - primera parte
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-
1.- CAUDAL DE DISEO :
2.- CLCULO DE LA CARGA SOBRE EL ORIFICIO
Donde:
H : Carga sobre el orificio.
hi : Carga para producir la velocidad del pasaje.
Hf : Prdida de carga disponible.
V : Velocidad de pasaje en los orificios :
0.50 - 0.60 m/seg como mximo.
V : 0.50 m/s (Consideramos)
g : 9.81 m/seg
Luego :
2
Ahora decimos:
Nota : Se recomienda que Hf = 30% de la
longitud total del filtro
Hf = 30%
Por lo tanto :
H =
H = > (CUMPLE)
3.- CLCULO DEL REA Y NMERO DE ORIFICIOS
DISEO DE CAPTACIN
0.57
0.02 m + 0.57 m
0.59 m 0.40
( 1.90 ) =
0.0120 m3/seg
0.0048 m3/seg
x 9.81hi = 1.56
Qmd
Q aforo
4.82 l/s
12.00 l/s
0.4
0.50 = 0.02 m
Q diseo 12.00 l/s
H = hi + Hf
hi = 1.56 V2
2g
Hf = 30% (L)
= () A =QRmaxCd x V
-
Donde:
QRmx : Caudal mximo aforado
Cd : Coeficiente de descarga (0.60 - 0.82) = (Criterio)
V : Velocidad de pasaje (0.50-0.60 m/s) = (Criterio)
A : rea del orificio (m2)
0.60
rea del orificio:
Considerndo que el dimetro del orificio debe ser menor al del material del filtro I
" = (Asumido)
Luego:
N orificios = A
a
Donde:
: Dimetro asumido.
A = rea total de los orificios
a = ( ) a = rea del orificio
Por lo tanto :
= 5 orificios de 4"
4.- CLCULO DEL VOLUMEN ALMACENAMIENTO
Va =
Va =
Donde:
Va : Volumen almacenado.
Qmx : Caudal mximo
tr : Tiempo de retencin (3-5 minutos) tr =
4.94N orificios =
0.102 m
2
101.6 mm = 4.0
0.04000 m
A =
A =
A = 400 cm
0.012 m3/seg
0.60
0.50
x 0.50 m/seg
0.0120 m3/seg
5 min = 300 seg
3.60 m = 3600 litros
( 300 seg)
= ()2
4
= ( )
-
5.- CLCULO DEL DIMETRO DE SALIDA DE LA TUBERA DE CONDUCCIN
3 "
Donde:
Qmxd : Caudal mximo diario.
Vc: Recomendacin m/s Vc >
6.- CLCULO DEL ANCHO DE PANTALLA
B =
Donde:
D: Dimetro de orificio (m)
N : Nmero de Orificios
B: Ancho de Pantalla (m)
7.- ALTURA DE LA CMARA HUMEDA
Donde:
A = Altura mnima para sedimentacin =
B = Dimetro de la tubera de conduccin
He= Altura de agua efectiva - se recomienda como min =
D = Dimetro del orificio
E = Borde libre
Valor mnimo recomendado en estructuras cerradas =
0.10 m
0.10 m +
D" =
D" = 2.96
2.95 m
1.1284
4.82 l/s
0.70
0.6 m/s
1.1284
0.25 m
0.25 m +0.076 m + 0.102 m + 0.30 m
0.30 m
H T =
H T = 0.83 m 0.85 m
D" = Qmd
Vc
B = 2 6D + N D + N 1 3D
HT = A+ B + He + D + E
-
Entonces decimos :
(Altura de lmina de agua)
Va =
B =
8.- DIMETRO DE CANASTILLA
3 "
6 "
3 Dc =
6 Dc =
N ranuras = = ranuras
Donde:
Ar = rea de ranura =
AT = rea total de ranuras 2Ac =
Dc =
3.60 m
2.95 m
2.95 m
0.55 m
3.60 m
2.22
0.85 m
( 0.55 ) ( 2.95 m ) ( X )
H T = 0.85 m
Ho = 0.55 m
x = 2.25 m
3.65 mVol. Cmara =
22.86 cm
45.72 cm
X
l 34.29 cm 35 cm
=
260.59 261
2 Dc =
=
35 mm 0.000035 m
0.0091 m
N ranuras =AT
Ar
l
-
9.- CLCULO DE LA TUBERA DE DESAGE O LIMPIEZA Y REBOSE
Donde:
Qs : Caudal de salida.
+ Va : Volumen almacenado.
t : Tiempo de salida.
Qs = =
Obteniendo el diametro de la tuberia:
Donde:
S = ( 1% - 1.5% )
D" = = 6"
10.- CMARA DE VLVULAS
11.- TUBERA DE VENTILACIN
Para la ventilacin emplearemos un tubo de PVC de 2"
12.- CLCULO DE DIMETRO DE MATERIALES DE FILTRACIN
Se cuentra con material para capas de filtro de ", 1" y 2 ".
FILTRO III
= < 4
0.42 mmd85 Suelo< 4
d85 suelo =
d15 Filtro III
d85 Suelo
3.90
6.25
0.60m
0.60 m
He
d15 Filtro III
300 seg
Qs =
0.024 m3/seg 24 l/s
0.012 m3/seg( 3.60 m )
Qs =Va
t+ Q aforo
" =0.71 0.38
0.21
-
= d85 Suelo x
=
=
El material empleado en el Filtro III ser, Arena Media de (0.42 mm - 2 mm)
FILTRO II
= > 5
= d15 Filtro III x
=
=
El material empleado en el Filtro II ser, Grava fina de (4.8 mm - 19.05 mm)
FILTRO I
= > 5
= d15 Filtro II x
=
=
El material empleado en el Filtro I ser, Canto rodado de (64 mm - 256 mm)
13.- CLCULO DE PERMEABILIDAD
Donde:
Q : Caudal de aforo.
K : Coeficiente de permeabilidad (m/seg).
A : rea de la seccin transversal del filtro.
i : Gradiente hidrulico.
d15 Filtro III 117.94 mm
d15 Filtro II
d15 Filtro II 9.00
d15 Filtro II 13.10 x 9.00
d15 Filtro I> 5
d15 Filtro II
d15 Filtro I 9.00
d15 Filtro II 1.64 x 8.00
d15 Filtro II 8.00
d15 Filtro III
d15 Filtro II 8.00
d15 Filtro III 13.10 mm
d15 Filtro II> 5
d15 Filtro III
d15 Filtro III 1.64 mm
3.90
0.42 x 3.90
d15 Filtro III
d15 Filtro III
Qaforo = K (A)(i)
-
Clculo de permeabilidad promedio
1 = 70 + 60 + 60
Kv 0.30 10 100
1 =
Kv
=
=
Donde:
Kv : Permeabilidad total del sistma (cm/seg).
Kc : Permeabilidad de cada estrato (cm/seg).
L : Ancho total (cm).
bc : Ancho de cada estrato (cm).
CHEQUEO PARA CADA ESTRATO: (verificar que i < 30%)
Donde:
Kv : m/seg
A : m2
Q : m3/seg
Coeficiente de permeabilidad (K)
Filtros
III
II
I
Coeficiente de Permeabilidad
0.30 cm/segK1 =
K2 = 10 cm/seg
K3 = 100 cm/seg
45
Kv 0.0079 m/seg
1
190.0
1.26
Kv 0.7919 cm/seg
0.60 m
0.60 m
0.70 m
2.95 m
4.15
5.35
6.75
=
= 1 2
1
Kv=1
L bc
Kc
Qaforo = Kv (A)(i)
i = Qaforo
A K
i = 0.3
I
II
III
-
i =
6.75 x x
i = < 0.3 (Cumple)
Comprobando el caudal que puede atravesar los estratos
Qr = 6.75 x 1.3 25
100
Qr = = > (Ok)
0.0079 2.95 +
2
0.0125 m3/seg 12.47 l/s 12.00 l/s
0.165
2.95 +
2
1.9 0.0079
0.012
Qr = Kv (A)(i)
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