TRABAJO ENCARGADO

Diseñar un desarenador para sedimentar las partículas que conduce un

canal de riego, diseñado en tierra, con un caudal de 1m3

s.

Datos:

Peso específico del material a sedimentar ps=2.43gr /cm3.

Peso específico del agua pw=1.03 gr /c m3

Solución

1) Cálculo del diámetro de las partículas a sedimentar:

Considerando diámetro arena fina d=0.2mm

2) Cálculo de la velocidad del flujo v :

v=a√d

v=44 √0.2

v=0.20m /s De baja velocidad 0.20-0.60 m /s.

3) Calculo de la velocidad de caída w.

Existen varias fórmulas empíricas, tablas y monogramas.

3.1 Por Arkhangelski.

Tabla en la cual determinamos w(cm/s) en función del diámetro de partículas d (mm).

Velocidades de sedimentación w calculado por Arkhangelski (1935) en función del

diámetro de partículas

w=2.160cm / s

3.2 Por sellerio.

Permite calcular w (cm/s) en función del diámetro de partículas d (mm).

w=2cm /s

3.3 Por Owens.

w=k √d ( ps−1)

k=8.25

d= 0.0002m

ps=2.43gr /cm3

w=6.2cm /s

NO CONSIDERA

3.4 Por Sudry.

Haciendo uso del monograma permite calcular w (cm/s) en función del diámetro de partículas d (mm) y del peso específico del agua pw=gr /cm3.

pw=1.03 gr /c m3

w=2.3cm / s

3.5 Por Scotti-Foglieni

w=3.8√d+8.3d

d= 0.0002m

w=5.54 cm /s

Se tomará el promedio de los w obtenidos:

w=2.160+2+2.3+5.544

w=0.0283m / s

4) Cálculo de las dimensiones del tanque.

4.1 Despreciando el efecto del flujo turbulento sobre la velocidad de sedimentación.

Ancho del desarenador: asumiendo h=3mQ=bhv

Q=1m3/s

v=0.20m /s

b=1.67m = 1.70m

Longitud:

L=hvw

w=0.0283m / s

L=21.20m

Tiempo de sedimentación:

t= hw

t=106s

Volumen de agua conducido en ese tiempo:

V=Qt

V=106m3

Verificando la capacidad del tanque:

V=bhL

V=108.12m3

4.2 Considerando efectos retardatorios de la turbulencia:

Según Bestelli et al: Según Levin:W '=αv

α=0.132√h

W '=0.016m /s

α=0.08 rad

Según Eghiazaroff:

w '= v5.7+2.3h

w '=0.0159m /s

La longitud corregida:

L=khvw

w=0.0283 k=1.25

L=26.50m

Para facilitar el lavado en el fondo del desarenador tendrá una pendiente del 2%.

5) Cálculo de la longitud de transición

L=T 1−T 2

2 tg22.50

T 1=espejo de aguadel desarenador

T 2=espejo de aguadel canal

Considerando el Ancho canal rectangular:

b=T2=4

para T1 :

Q=A53

n P23

√s

Z=5

S=2%o

n= 0.018 tierra limpia sección nueva.

A=1.70 y+5 y2

P=1.70+2 y √1+52

y=0.57m

T1 =b+2zy=7.40m

L=T 1−T 2

2 tg22.5 °

L=4.10m

6) Longitud del vertedero:

L= Q

Ch32 C=2 perfil Creager h=0.25m siempre

L=4m

6.1 Cálculo del ángulo central α y el radio R con que se traza la longitud del vertedero.

α1−cos α

=180Lπb

α1−cos α

=180 x 4πx 1.70

interpolando

Por tanteo α=52.58 °

6.2 Cálculo de R:

R=180 xLπα

R= 180x 4πx52.58

R=4.36m

6.3 Cálculo de la longitud de la proyección longitudinal del vertedero (L1).

L1=R sinα

L1=3.46m

6.4 Cálculo de la longitud promedio (L−¿ ¿)

L−¿=

L+L12

¿

L−¿=3.73m¿

6.5 Cálculo de la longitud total del tanque desarenador.

LT=Ltanque+Ltransicion+L−¿ ¿

LT=21.20+4.10+3.73=?

Cálculos complementarios