CALCULO HIDRAULICO
CALCULO HIDRAULICO1.-CALCULO DEL DIAMETRO DE LAS PARTICULAS A
SEDIMENTAR
Se tiene que el valor de dimetro mximo de partcula normalmente
admitido para:
plantas hidroelctricas es de 0.25 mm. . En los sistemas de riego
generalmente se acepta hasta dimetros de 0.5 mm.
En nuestros caso adoptaremos un dimetro de 0.5 mm. Que
corresponde a un sistema de riego.
2.-CALCULO DE VELOCIDAD DE FLUJO
Se diseara un Desarenador en funcin la velocidad de
escurrimiento siendo de velocidad baja donde V < 1.00 y vara
entre
EMBED Equation.3 . Se podr tomar arbitrariamente la velocidad
dentro los parmetros establecidos o se podr calcular mediante la
frmula de Camp.
Utilizando la formula se tiene:
Dimetro mm.
Constante en funcin al dimetro
Se tiene los valores de a segn dimetro de partculas en la tabla
N 01.ad(mm)
510,1
440.1-1
361
Tabla N 01Calculando
Remplazando en formula
--------------------
Deacuerdo a los parmetros establecidos vemos que la velocidad de
flujo hallada es la adecuada.
NOTA
Estos criterios de diseo son adoptados del Manual: CRITERIOS DE
DISEOS DE OBRAS HIDRAULICAS PARA LA FORMULACION DE PROYECTOS
HIDRAULICOS MULTISECTORIALES Y DE AFIANZAMIENTO HIDRICO DE LA
ANA.3. CALCULO DE VELOCIDAD DE CAIDA (W)Para el clculo de la
velocidad de cada W se tomara en cuenta varios aspectos como:
Formulas empricas
Tablas
Monogramas
As tendremos:a) Arkhangelski (En funcin a su dimetro de
partculas) Segn tabla N02 se tiene:d(mm.)w(cm/s)
0.353.78
0.404.32
0.454.86
0.505.40
0.555.94
Tabla N02
Para un tenemos:
---------------
EMBED Equation.3 b) Monograma de Stokes y Sellerio.
Segn grafico N01 para un
Grafico N01
Segn Stokes
EMBED Equation.3 ---------------
EMBED Equation.3 Segn Sellerio
EMBED Equation.3 ---------------
EMBED Equation.3 c) Formula de Owens.
Se tiene la siguiente formula:
Dnde:
W = Velocidad de sedimentacin (m/s)
d = Dimetro de partculas (m)
s = Peso especfico del material (g/cm3)
k = Constante que vara de acuerdo con la forma y naturaleza de
los granos, sus valores se muestra en la tabla N 03
Valores de la constante KForma y NaturalezaK
Arena esfrica9.35
Granos redondeados8.25
Granos cuarzo d > 3mm6.12
Granos cuarzo d < 0.7 mm1.28
Tabla N03
Calculando
s = 2.70 (g/cm3)
k = Constante que vara entre 9.35 y 1.28, para la cual se tomara
un valor ubicado entre estos dos parmetros de k = 4.80
EMBED Equation.3 ---------------
EMBED Equation.3 d) Formula de Scotti-Foglieni.
Se calcula mediante la siguiente formula:
EMBED Equation.3 ---------------
EMBED Equation.3 -Luego de obtener diferentes resultados de W se
proceder a sacar un promedio.FORMULASRESULTADO(W)
Arkhangelski0.0540
Stokes0.1500
Sellerios0.0500
Owens0.0443
Scotti-Foglieni0.0684
PROMEDIO0.0733
EMBED Equation.3 4.-CALCULO DE LAS DIMENCIONES DEL TANQUE:
Tenemos como dato un caudal de:
EMBED Equation.3
Se calcula lo siguiente: Ancho del DesarenadorAsumimos h=2.00 m
ya que para velocidades entre 0.20 y 0.60 m/s, puede asumirse entre
1.50 y 4.00 m.
--------dato calculado Anteriormente.
Segn Formula:
--------------
Longitud del Desarenador
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 Segn formula:
L=
--------------
Tiempo de Sedimentacion:
-------------
Volumen de Agua conducido en ese tiempo:
Verificacin la capacidad del Tanque
Nota: se verifica que ---------------OK
5.-CALCULO DE LA LONGITUD DE TRANSICION:
Se utiliza la siguiente formula de Hind:
Dnde:
L = longitud de la transicin
= Espejo de agua del Desarenador
=Espejo de agua en el Canal
Teniendo como datos:
------------Caractersticas del canal que antecede a la
transicin
-------------------
6.-CALCULO DE LA LONGITUD DEL VERTEDERO AL FINAL DEL TANQUE:Se
construir un vertedero al final de la cmara en el cual pasa el agua
limpia hacia el canal, con una velocidad mxima a Vmax =1 m/s, esta
velocidad pone un lmite en la carga sobre el vertedero siendo
Hmax=0.25 mCalculo de Lv
C = Coeficiente de descargaC=1.84 para cresta aguda, C=2.00 para
cresta creager
H= Carga sobre el vertederoTeniendo:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 Luego:
7.-CLCULO DEL NGULO CENTRAL Y EL RADIO R CON QUE SE TRAZA LA
LONGITUD DEL VERTEDERO.
Figura N02
En la figura N02 se muestran los elementos , L y R, siendo este
el Esquema del tanque del Desarenador. Calculo de
Sabiendo que:
-------- 360
------------
---------------------- (1)
Adems:
-------------------- (2)De (1) y (2) se tiene:
EMBED Equation.3 Remplazando:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 Aplicando tanteo se tiene que:
Calculo de R
En (2):
m8.-Clculo de la longitud de la proyeccin longitudinal del
vertedero (L1) Tomando el tringulo OAB se tiene:
9.-CALCULO DE LA LONGITUD PROMEDIO (Lp):
10.-CALCULO DE LA LONGITUD TOTAL DEL TANQUE DESARENADOR ( ):
Dnde:
= Longitud total
Lt = Longitud de la transicin de entrada
L = Longitud del tanque del Desarenador
Lp = Longitud promedio por efecto de la curvatura del
vertedero
11.-CALCULOS COMPLEMENTARIOS11.1 Calculo de la cada del
fondo:
z: Diferencia de cotas del fondo del desarenador
S: Al fondo del desarenador se le da una pendiente fuerte que
varia entre 2 al 6 % con el objeto de facilitar el movimiento de
las arenas hacia la compuerta.
Por tanto damos un S=2%
Luego:
-------------------
11.2 Clculo de la profundidad del Desarenador frente a la
compuerta de lavado
11.3Clculo de la altura de cresta del vertedero con respecto al
fondo
11.4Calculo de las dimensiones de la compuerta de lavadoLa
compuerta funciona como un orifico siendo su Ecuacin:
Donde
Q =Caudal de Descarga por el OrificioCd= coeficiente de descarga
= 0.6
Ao= rea del orificio (rea de la compuerta)
h = Carga sobre el Orificio
g= aceleracin de la gravedad (9.81 m/s2)
Remplazando Datos:
---------------Compuerta de seccin Cuadrada
------de lado11.5 Calculo de la Velocidad de Salida
Nota
Como condicin se tiene que la velocidad de salida por la
compuerta debe ser de 3 a 5 m/s, para el concreto el lmite Erosivo
es de 6 m/s.
------------------------------OK.. EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
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