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Informe de desarenador

Introducción

El presente informe consta del diseño de un desarenador con fines de riego, el cual es parte de

un plantamiento hidráulico presente en el proyecto del rio Cajamarca.

Revisión bibliográfica

Desarenador

Componente destinado a la remoción de las arenas y sólidos que están en suspensión en el

agua, mediante un proceso de sedimentación.

Partículas

Sólidos de tamaño lo suficientemente grande para poder ser eliminados por una filtración.

Sedimentación

Proceso de depósito y asentamiento por gravedad de la materia en suspensión en el agua.

Desarrollo

Diseño de desarenador usando software MATLAB

En el software MATLAB se ha procedido a realizar un algoritmo en las cuales se ha empleado

subrutinas para proceder a una iteración en algunos casos y en otros se ha empleado

condicionales, los cuales evitan que se ingrese valores que se encuentren fuera del rango de

diseño que se emplea en los desarenadores.

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El algoritmo utilizado para el diseño del desarenador posee 2 partes las cuales se encuentran

en los ficheros script llamados desarenador y ejemplo1.

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Fichero script: desarenador

%programa usado para diseñar un desarenador %velocidad del tanque disp('PROGRAMA USADO PARA DISEÑAR UN DESARENADOR') disp(' ') q = input('ingresar caudal en m3/s......') v = input('ingresar velocidad del flujo del tanque entre 0.2 a 0.6

m/s.........') while v > 0.6; disp('la velocidad es mayor a la requerida para sedimentar') v = input('ingresar velocidad del flujo del tanque entre 0.2 a 0.6

m/s.........') end; w = input('ingresar velocidad de caida segun el tamaño maximo del

diametro de particula en cm/s.......') h = input('la altura del tanque debe ser entre 1.5 a 4 metros......') while h>4; disp('la dimension esta fuera del rango') h = input('la altura del tanque debe ser entre 1.5 a 4

metros......') end; disp('la base del tanque en metros es....') b = q/(h*v); disp(b) l = (h*v/(w*0.01)); disp('la longitud del tanque en metros es....') disp(l) disp('tomando en consideracion una posible turbulencia, la nueva

longitud seria....') lt = l*1.18; disp(lt) t = (h/(w*0.01)); disp('tiempo en sedimentar') disp(t) v1=h*b*l v2=q*t if v1<v2 disp('las dimensiones que se han dado no son factibles deberia

cambiar las medidas de diseño') end s = input('el desarenador requiere una pendiente fuerte para facilitar

el lavado, por ello la pendiente debe ser de mayor o igual a 2%

ingrese la pendiente en porcentaje......') while s<2; disp('la dimension esta fuera del rango') h = input('la pendiente debe ser mayor o igual a 2%......') end;

disp(' la longitud del vertedero es ....') lv = q/(1.84*(0.25^1.5)); disp(lv) a=1; c1=lv*180/3.14; c2=(b/(1-cos(a*3.1417/180))*a); c3=c1/c2; while c3<1 a=a+1; c2=(b/(1-cos(a*3.1417/180))*a); c3=c1/c2; end;

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disp('el valor del angulo es...') disp(a) disp('el arco del vertedero es...') r = (b/(1-cos(a*3.1417/180))); disp(r) disp('siendo una longitud total en metros de ...') lt = l+r*sin(a*3.1417/180); disp(lt) z=lt*(s/100) disp('profundidad del desarenador en metros....') ht = h+z; disp(ht) disp('altura de cresta en metros....') hc = ht-0.25; disp(hc) c1=q/0.6; lo=0.1; c2=(lo^2)*(2*9.81*(2-lo/2))^(1/2); x=c2/c1; while x<1; lo=lo+0.1; c2=(lo^2)*(2*9.81*(2-lo/2))^(1/2); x=c2/c1; end;

disp('los lados de la compuerta miden en metros...') disp(lo) disp('el area de la compuerta es...') area = lo^2; disp(area) vf = q/area; if vf>5 disp('la velocidad de salida del desarenador es muy alta verificar

los datos') end

disp('calculos complementarios...') b2=input('ingrese la base en metros del canal de llegada...') lt=(b-b2)/(2*tan(12.5*(3.14/180))) disp('la longitud de la transicion en metros es ...') disp(lt)

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Ejecución del fichero script con los datos del proyecto

PROGRAMA USADO PARA DISEÑAR UN DESARENADOR

ingresar caudal en m3/s......1.1

q =

1.1000

ingresar velocidad del flujo del tanque entre 0.2 a 0.6 m/s.........0.5

v =

0.5000

ingresar velocidad de caida segun el tamaño maximo del diametro de particula en cm/s.......5.4

w =

5.4000

la altura del tanque debe ser entre 1.5 a 4 metros......1.7

h =

1.7000

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la base del tanque en metros es....

1.2941

la longitud del tanque en metros es....

15.7407

tomando en consideracion una posible turbulencia, la nueva longitud seria....

18.5741

tiempo en sedimentar

31.4815

v1 =

34.6296

v2 =

34.6296

el desarenador requiere una pendiente fuerte para facilitar el lavado, por ello la pendiente

debe ser de mayor o igual a 2% ingrese la pendiente en porcentaje......3

s =

3

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la longitud del vertedero es ....

4.7826

el valor del angulo es...

32

el arco del vertedero es...

8.5161

siendo una longitud total en metros de ...

20.2537

z =

0.6076

profundidad del desarenador en metros....

2.3076

altura de cresta en metros....

2.0576

los lados de la compuerta miden en metros...

0.6000

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el area de la compuerta es...

0.3600

calculos complementarios...

ingrese la base en metros del canal de llegada...0.8

b2 =

0.8000

lt =

1.1150

la longitud de la transicion en metros es ...

1.1150

>>

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Fichero script: ejemplo1

b=input('ingrese la base en metros....') h=input('ingrese la altura en metros....') disp(' ') disp('DISEÑO ESTRUCTURAL') disp(' ') d=input('ingrese el espesor de la losa en cm......') da=1000; dc=2400; fy=4200; ma=(da*((h+0.5*(d/100))^3)/6) qu=(da*h+(d/100)*dc) mc=abs((qu*((b+(d/100))^2)/8)-ma) mu=1.8*ma; as=(mu*100)/(fy*0.9*d) acer=as/0.71 disp('en la losa vertical....') disp('refuerzo vertical') disp('el numero de barras de acero con diametro 3/8 es.....'); bar=ceil(acer) disp(bar); disp('espaciamiento entre barras') esp=0.71/as disp(esp) disp('refuerzo por temperatura') disp('el numero de barras de acero con diametro 3/8 es.....'); ast=0.0018*100*d; disp('area de acero por temperatura') disp(ast) disp('en la losa de fondo') mu1=1.8*mc; as1=(mu1*100)/(fy*0.9*d); disp('area de acero') disp(as1) disp('refuerzo minimo') asm=0.0017*100*d; disp('area de acero minima') disp(asm)

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Ejecución del fichero script ejemplo1

ingrese la base en metros....1.3

b =

1.3000

ingrese la altura en metros....1.7

h =

1.7000

DISEÑO ESTRUCTURAL

ingrese el espesor de la losa en cm......15

d =

15

ma =

932.0599

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qu =

2060

mc =

390.6661

as =

2.9589

acer =

4.1675

en la losa vertical....

refuerzo vertical

el numero de barras de acero con diametro 3/8 es.....

bar =

5

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5

espaciamiento entre barras

esp =

0.2400

0.2400

refuerzo por temperatura

el numero de barras de acero con diametro 3/8 es.....

area de acero por temperatura

2.7000

en la losa de fondo

area de acero

1.2402

refuerzo minimo

area de acero minima

2.5500

>>