Tarea 1 Floculador Horizontal y Alabama. Tarea 2 Sedimentador

7/23/2019 Tarea 1 Floculador Horizontal y Alabama. Tarea 2 Sedimentador

1/62

UNIVERSIDAD MANUELA BELTRNESPECIALIZACIN EN AGUA Y SANEAMIENTO

DISEO II DE PLANTAS DE POTABILIZACIN DE AGUA

Tarea 1 Valor 20

La !area 1 "el #$"%lo II "e S&'!e#a' "e Po!a(&l&)a*&$+ "el A,%a- e+ la.rer .ar!e *o+'&'!e e+ el "&a,+$'!&*o / o.!&)a*&$+ "e %+ o*%la"or&"r%l&*o "e %3o or&)o+!al4 e+ la 'e,%+"a .ar!e 'e e5al%ar /o.!&)ar %+ o*%la"or "e %3o 5er!&*al 6Ala(a#a7 "e %+a .la+!a "e!ra!a#&e+!o "e a,%a8

Ca"a "&'e9o *o#.re+"e "o' .ar!e': la .rera .ar!e e' el "&a,+$'!&*o"e la e'!r%*!%ra .ara la' *o+"&*&o+e' &"r%l&*a' "el a9o 201; la *%al!&e+e %+ 5alor e+ la e5al%a*&$+ o *al&o"o "e "&'e9o- *o+ %+ 5alor e+ la e5al%a*&$+ "el ?08Para la .ro/e**&$+ "e la .o(la*&$+ / "e la "e#a+"a "e a,%a- '%.o+,a %+*re*&e+!o .o(la*&o+al "el 2-0 .or el #=!o"o ,eo#=!r&*o / %+a.o(la*&$+ o!a+!e "el @- la !e#.era!%ra "el a,%a e' "e 1;C8

E+ el "e'arrollo "e la !area- "e(e+ %'!e"e' .re'e+!ar: Me#or&a !=*+&*a "el "&'e9o e+ la *%al 'e "e(e &+*l%&r la '%'!e+!a*&$+ "e

lo' *l*%lo' &"r%l&*o' real&)a"o' &+*l%/e+"o: .ar#e!ro' "e "&'e9o-(&(l&o,ra>a %!&l&)a"a / el "e'arrollo "e lo' *l*%lo' real&)a"o'8 No 'ea*e.!a+ o3a' "e re'%l!a"o' '&+ la "e(&"a '%'!e+!a*&$+ !=*+&*a8

Pla+o'- e'%e#a' o "&(%3o' "e lo' "&'e9o' real&)a"o' &+*l%/e+"o la'

*o!a' e+ la' e'!r%*!%ra'

Te!o "e la Tarea 1:

U'!e"e' a+ '&"o *o+!ra!a"o' .ara e5al%ar / o.!&)ar el '&'!e#a "eo*%la*&$+ &"r%l&*a "e la .la+!a "e !ra!a#&e+!o "e a,%a "el #%+&*&.&o"e A,%al&+"a8 S%.o+,a+ la '&,%&e+!e &+or#a*&$+:

Po(la*&$+ a9o 201; F28000 a(&!a+!e'Al!%ra 'o(re el +&5el "el #ar 1H0 #8'8+8#8De!ro "el or&&*&o "e 'al&"a a*&a el 'e"e+!a"or: 1?J

E'.e'or "e lo' !a(&%e' %e *o+or#a+ lo' *a+ale' "e o*%la*&$+ 0-10#

a7 Pro*e'o "e Klo*%la*&$+ &"r%l&*a "e %3o or&)o+!al

Se *%e+!a *o+ %+a %+&"a" "e o*%la*&$+8 El o*%la"or !&e+e !re' )o+a'"e ,ra"&e+!e / la' "e+'&o+e' "e la' )o+a' 'e .re'e+!a+ a*o+!&+%a*&$+:


2/62

Zo+a A+*o 6#7 N#ero "e*a+ale'

A+*o "e*a"a *a+al6#7

Pro%+"&"a""el a,%a 6#7

1 @-0 F0 0-2@ 1-0

2 @-0 F0 0-F0 1-0F @-1 2@ 0-F@ 1-0

Para la o.!&)a*&$+ "e la e'!r%*!%ra- '%.o+,a %e la *o!a "e la *oro+a"el #%ro "el o*%la"or e' "e 10 #8'8+8#8 E+ el "&(%3o "e lae'!r%*!%ra- "e(e *olo*ar la' *o!a' "el +&5el "el a,%a / "el o+"o "e lae'!r%*!%ra e+ el &+&*&o / al


3/62

U'!e" a '&"o *o+!ra!o .ara "&'e9ar el '&'!e#a "e 'e"e+!a*&$+ "ela,%a e+ %+a .la+!a "e !ra!a#&e+!o8 Co+'&"era+"o la &+or#a*&$+ "e*a%"ale' "el .%+!o a+!er&or- real&*e '%' "&'e9o' &"r%l&*o':

La !area 'e *al&


4/62

1 CLCULO DE LA POBLACIN

E'!e .ro/e*!o *o+!e#.la el "&a,+$'!&*o / la o.!&)a*&$+ "el '&'!e#a "eo*%la*&$+ &"r%l&*a "e la .la+!a "e !ra!a#&e+!o "e a,%a .o!a(le "el#%+&*&.&o "e A,%al&+"a- %(&*a"o a 1H0 #8'8+8#8 *o+ %+a !e#.era!%ra.ro#e"&o "e 1;C a 208

De a*%er"o *o+ la &+or#a*&$+ (r&+"a"a- la .o(la*&$+ .ara el a9o 201;*orre'.o+"e a F2000 a(&!a+!e'8

Por o!ra .ar!e- 'e e'!a %+a .o(la*&$+ o!a+!e "el @- "e(&"o al!%r&'#o / a la' a*!&5&"a"e' *o#er*&ale'- la *%al "e(e &+*l%&r'e e+ la.ro/e**&$+ "e la .o(la*&$+8

De a*%er"o a lo e'!a(le*&"o e+ la Re'ol%*&$+ 2F20 "e 200- e#&!&"a .orel M&+&'!er&o "e A#(&e+!e- V&5&e+"a / De'arrollo Terr&!or&al 6o/M&+&'!er&o "e A#(&e+!e / De'arrollo So'!e+&(le7- la *o+'!r%**&$+ "e lo''&'!e#a' "e a*%e"%*!o / al*a+!ar&lla"o e+ el .a>' 'e "e(e "&'e9ar .ara%+ .er&o"o #o "e 2@ a9o' .ara +&5ele' "e *o#.le3&"a" (a3o- #e"&o

/ #e"&o al!o4 '&!%a*&$+ e+ la %e 'e .re'e+!a e'!e .ro/e*!o "e a*%er"oal +#ero "e a(&!a+!e' %e *o#.o+e+ la +e*e'&"a" "el re*%r'oe+*o+!r+"o'e e+ el +&5el Me"&o Al!o 6N%#eral A8F81 "el RAS- 200078

De

a*%er"o *o+ lo a+!er&or / *o+ (a'e e+ la &+or#a*&$+ "&'.o+&(le- 'e%!&l&)$ el #=!o"o ,eo#=!r&*o- .ara la .ro/e**&$+ "e la .o(la*&$+ "ea*%er"o *o+ lo e'!a(le*&"o e+ la !a(la B 281 "el RAS 2000 M=!o"o' "e*l*%lo .er#&!&"o' 'e,+ el +&5el "e *o#.le3&"a" "el '&'!e#aJ8


5/62

A !ra5=' "el #=!o"o ,eo#=!r&*o 'e *al*%l$ la .o(la*&$+ .ro/e*!a"a *o+la '&,%&e+!e $r#%la:

Pf=Pi(1+r )TfTi

D$+"e:P& F28000 a(&!a+!e' 6.o(la*&$+ a*!%al7 1?00 Qa(&!a+!e' 6Po(la*&$+o!a+!e7r 08028 N&5el "e *re*&e+!o .o(la*&o+al .ro#e"&o e+ el .a>' 6RAS78T 20F8 A9o .ro/e*!a"o "e "&'e9oT& 201;8 A9o "el %e 'e !&e+e &+or#a*&$+ &+&*&al8

Pf=32000(1+0,02)20392014

Pf=55124habitantes

A *o+!&+%a*&$+ 'e .re'e+!a la .ro/e**&$+ "e la .o(la*&$+ real&)a"a "eor#a a+%al- a'!a al*a+)ar el a9o "el .er>o"o "e "&'e9o 620F7:

a9o

.ro/e**&$+

,eo#=!r&*o

.ro/e**&$+

o!a+!e201; F28000-00 FF8?00-00201 F@8FF0-@ FH80H-11202; F800H-2 ;08@-21202 ;F80?H-H ;@8221-120F; ;H8@@0-F2 ;82H-F20F @28;-F @@812;-F?


6/62

2 CLCULO DEL CAUDAL

Te+&e+"o e+ *%e+!a %e la .o(la*&$+ .ro/e*!a"a .ara el "&'e9o "el'&'!e#a "e !ra!a#&e+!o e' "e @@12; a(&!a+!e' *orre'.o+"&e+!e a %++&5el "e *o#.le3&"a" Me"&o Al!o 6N%#eral A8F81 "el RAS- 20007 / %e la&+or#a*&$+ &+&*&al e'!a(le*e %e el #%+&*&.&o "e A,%al&+"a 'e e+*%e+!raa %(&*a"o a 1H0 #e!ro' "e al!%ra 'o(re el +&5el "el #ar- e+ *la!e#.la"o- 'e "e!er#&+a "e a*%er"o a la Re'ol%*&$+ 2F20 "e 200- %e la"o!a*&$+ +e!a #a e' "e 12@ l&!ro' .or a(&!a+!e ">a8

De a*%er"o *o+ lo a+!er&or- 'e e'!a(le*&$ la "o!a*&$+ (r%!a- a !ra5=' "ela '&,%&e+!e $r#%la:

dbruta= dneta

1%perdidas

D$+"e:"+e!a 12@ la( ">a

.er"&"a' 2@8 6Ar!>*%lo 1 Re'ol%*&$+ 2F20 "e 2007

dbruta=125

l

Habdia10.25

dbruta=166 l

Habdia

La "o!a*&$+ (r%!a "e "&'e9o e' "e 1?? l&!ro' .or a(&!a+!e ">a

De(&"o a %e el *a%"al "e "&'e9o "e la .la+!a "e !ra!a#&e+!o "e(e 'er el*a%"al #o "&ar&o 6N%#eral C818;81 RAS- 20007- 'e *al*%l$ el *a%"al#e"&o "&ar&o- *o+ (a'e e+ la '&,%&e+!e $r#%la:


7/62

Qmd=Pdbruta86400

D$+"e:

P *orre'.o+"e a la .o(la*&$+- %e e+ e'!e *a'o e' "e @@12;a(&!a+!e'"(r%!a e' la "o!a*&$+ (r%!a "e 1?? la(">a

Qmd=55124hab166

l

Habdia

86400

Qmd=106.34 l /s

El *a%"al #e"&o "&ar&o e' "e 10?8F; l&!ro' .or 'e,%+"o

El *a%"al #o "&ar&o- 'e *al*%l$ a !ra5=' "e la '&,%&e+!e $r#%la:

QMD=Qmdk1

Do+"e:#" e' el *a%"al #o "&ar&o- *orre'.o+"&e+!e a 10?8F; l'1 e' el *oe


8/62

El *a%"al #o "&ar&o e' "e 12H8?0 l&!ro' .or 'e,%+"o8

Te+&e+"o e+ *%e+!a %e 'e "&'e9a %+ '&'!e#a "e o*%la*&$+- .ara ='!e

'e a'%#e *o+'%#o "e a,%a- .or lo !a+!o el *a%"al "e "&'e9o 'er &,%alal *a%"al #o "&ar&o #' el *a%"al ,a'!a"o e+ la .la+!a %e*orre'.o+"e a %+ 5alor "e 080F a 080@ el #e"&o- %e .ara e'!e *a'o 'ea'%#&r %+ 5alor "e 080;8

Qplanta=0.04Qmd

Qplanta=0.04106.34 l /s

Qplanta=4.25 l /s

Caudaldiseo=QMD+Qplanta

Caudalclculo diseo=127.60l

s+4.25

l

s

Caudaldiseo=131.86l

s

El *a%"al "e "&'e9o e' "e 1F18? l&!ro' .or 'e,%+"o .ara el 20F

P*& .o(la*&o+ r " +e!a 1 2201

;F28000 0-02 12@ 1-2 1-@

a9o

.ro/e**&o+

,eo#e!r&*o

.ro/e**&o+

o!a+!e

.er"&"a'

" (r%!a6La("&

a7

#"6L'7

MD6L'7

MQ6L'7

PLANTA "eD&'e9

o

201;

F28000-00

FF8?00-00

0-2@ 1??-?H ?;-1HH-H

H-22

2-@2@2@F

0-FH

201

F@8FF0-@

FH80H-11

0-2@ 1??-?H H1-@?@-

H10H-F;

2-?2;F1H12

-H;


9/62

202;

F800H-2

;08@-21

0-2@ 1??-?H H-01;-

111-@1

F-1?0F@@0;

H-H

202

;F80?H-H

;@8221-1

0-2@ 1??-?H H-2F10;-?

1F0-@

F-;22@

10-1H

20F; ;H8@@0-F2 ;82H-F 0-2@ 1??-?H ?-F1 11@-@H 1;;-;H F-@2;@?212 11-;F20F

@28;-F

@@812;-F

?0-2@ 1??-?H

10?-F;

12H-?0

1@-@0

;-2@F;22;

1F1-?

1. PROCESO DE FLOCULACIN HIDRULICA DE FLUJOHORIZONTAL

1.1. DIAGNSTICO DE LA ESTRUCTURA

El #%+&*&.&o "e A,%al&+"a *%e+!a *o+ %+a %+&"a" "e o*%la*&$+ !&.oor&)o+!al8 El o*%la"or !&e+e !re' )o+a' "e ,ra"&e+!e / la' "e+'&o+e'"e la' )o+a' 'e .re'e+!a+ a *o+!&+%a*&$+:

Zo+aA+*o6#7

N#ero "e*a+ale'

A+*o "e*a"a *a+al6#7

Pro%+"&"a""el a,%a 6#7

1 @-0 F0 0-2@ 1-02 @-0 F0 0-F0 1-0F @-1 2@ 0-F@ 1-0

Co+ el


10/62

De!ro "el or&&*&o "e 'al&"a a*&a el 'e"e+!a"or: 1?J

1.2. EVALUACIN DEL SISTEMA DE FLOCULACIN DE FLUJOHORIZONTAL AO 2014

ZONA 1.

Caudaldiseo2014=80.37l

s

El *a%"al %e &+,re'a a *a"a %+&"a" e':

Q diseo2014=80.37 l /s

2=40.185

l

s=0.040185m3/ s

La 5elo*&"a" "el a,%a .ro#e"&o e+ la )o+a 1 e':

Q=VA

El rea "e la 'e**&$+ "el a,%a e+ el *a+al 'er:

A=1.00.25=0.25m2


11/62

V=Q

A=

0.040185m3

0.25m2 =0.16 m/ s

La 5elo*&"a" "el a,%a +o 'e e+*%e+!ra "e+!ro "e lo' 5alore're*o#e+"a"o' e+ la' +or#a' RAS 2000- !>!%lo C8@8@81 "o+"e 'ee'.e*&


12/62

hf2=&n

V2

2!=

V2= Q

bh= 0.040

1.50.251.0=0.11m / s

V=V1+V2

2=

0.16m /s+0.11m/s2

=0.134m /s

hf2=3(231)(

0,1342

19,62)=0.059m

hf=hf1+hf2

hf=0.005+0.059=0.065m

%onsiderando una temperatura del agua de &cm'% para la cual se o(tiene unaviscosidad cinemtica de ),)&&*2 cm2/s, el gradiente de me+cla ser:

'=

981cm

s

2 6,5cm

0.01172cm2/s420s

=35,85 (1

l valor o(tenido, se encuentra dentro de los valores recomendados en las !ormas -S2))) tulo %.0.0.& 1valores entre 2) y *) seg&3.

EVALUACIN ZONA 2


Q=VA


A=0.301.0=0.30m2


13/62

V=Q

A=

0.040185m3

0.30m2 =0.134 m/s



14/62

V2= Q

bh=

0.040

1.50.3=0.088m/s

V=V1+V22

=0.134m /s+0.088m /s2

=0.112m/s

hf2=3(191 )(

0,1122

19,62)=0.034m

hf=hf1+hf

2

hf=0.00258+0.034=0.036m


'= 981cm

s2 3,6cm

0.01172cm2/s420 s

=26,93 (1


EVALUACIN DE LA ZONA 3

La 5elo*&"a" "el a,%a .ro#e"&o e+ la )o+a F e':

Q2014=VA


A=0.351.0=0.35m2

V=Q

A=

0.040185m3

0.35m2 =0.115m/s


15/62



16/62

V=V1+V2

2=

0.115m /s+0.076m /s2

=0.096m /s

hf2=3(161)(0,096

2

19,62)=0.021m

hf=hf1+hf

2

hf=0.00136+0.021=0.022m


'= 981cm

s2 2.2cm

0.01172cm2/s420 s

=21.16 (1


Zon An!"o#$%

N&$'(o)'!n*'+

An!"o)' C)Cn*

P(o,&n)-)) )'*&

L(o)'*

!n*#$%

P(o,&n)-)) )'*!n*

Vo*&$'n )'*Cn*#$/%

2 @-0 F0-00 0-F0 1-00 -00 0-0 F?-00F @-1 2@-00 0-F@ 1-00 -H@ 0-0 F@-H0

TOTAL 101-H0

PARAMETROS Zo+a 1 Zo+a 2 Zo+a FCa%"al "e D&'e9o 6l'7 0-FH 0-FH 0-FH

Ca%"al "e D&'e9o 6#F'7 0-0;02 0-0;02 0-0;02

Ca%"al %e &+,re'a a *a"a U+&"a" #F ;0-1 ;0-1 ;0-1

Area "e la 'e**&$+ "el a,%a 0-2@ 0-F0 0-F@

Velo*&"a" "el a,%a 0-1?0H; 0-1FF@0000 0-11;1;2?


17/62

Lo+,&!%" "el *a+al 6#7 ?H-@1 @?-2? ;-22N%#ero "e *a+ale' 2F 1 1?

T&e#.o "e re!e+*&$+ Q&"ral&*a 'e,%+"o' ;20 ;20 ;20

T&e#.o "e re!e+*&$+ Q&"ra%l&*a e+ #&+ H H H

Per"&"a' "e *ar,a 1 0-00@@1?2 0-002@HF 0-001F?0HHV2 6#'7 0-11 0-0 0-0

V .ro#e"&o 6#'7 0-1F; 0-112 0-0?Per"&"a' "e *ar,a 2 0-0@ 0-0F; 0-021

Per"&"a "e Car,a 0-0?@ 0-0F? 0-022

V&'*o*&"a" *&+e#a!&*a a,%a 1;WC 6*#2'7 0-011H2 0-011H2 0-011H2

Gra"&e+!e6'17 F@-@?@@H 2?-F;@1 21-1@H1?F?@

18F8 EVALUACIN DEL SISTEMA DE FLOCULACIN DE FLUJOHORIZONTAL AO 20/

ZONA 1.

Caudaldiseo2039=131.86 l

s

El *a%"al %e &+,re'a a *a"a %+&"a" e':

Q diseo2039=131.86 l / s

2=65.92

l

s=0.06592806m3/ s


Q=VA


A=1.00.25=0.25m2

V=Q

A=

0.0659280m3

0.25m2 =0.2637 m/ s


18/62

La 5elo*&"a" "el a,%a 'e e+*%e+!ra "e+!ro "e lo' 5alore're*o#e+"a"o' e+ la' +or#a' RAS 2000- !>!%lo C8@8@81 "o+"e 'ee'.e*&


19/62

V=V1+V2

2=

0.264m /s+0.176m /s2

=0.220m /s

hf2=3(371)(0,352

2

19,62)=0.265m

hf=hf1+hf

2

hf=0.02427+0.2660.29m


'= 981cm/ s229cm

0.01172cm2/s420 s

=75.97 (1=

l valor o(tenido, !o se encuentra dentro de los valores recomendados en las !ormas-S 2))) tulo %.0.0.& 1valores entre 2) y *) seg&3.

La 5elo*&"a" "el a,%a .ro#e"&o e+ la )o+a 2 .ara el a9o 20F e':

Q=VA

El rea "e la 'e**&$+ "el a,%a e+ el *a+al 'er:A=0.301.0=0.30m2

V=Q

A=

0.066m3

0.30m2=0.22m / s



20/62

V1=L1

Tri=Li=V Tri=0.22

m

s7

min60 se!

min

L1=92.4m

n=L1

"1=

92.4 m /s3

=30.8canales=31canales

#l Tiempo de retenci $ n h idr ulica sera :

V=L

Tr =Tr=L1

V1=31Canalaes3m

0.22m/ s =422.37 se!=7.045min

La' .=r"&"a' "e *ar,a 'e *al*%la+ !e+&e+"o e+ *%e+!a la' .=r"&"a' "e*ar,a .or r&**&$+ / .or .=r"&"a' 'e*%+"ar&a' o "e a**e'or&o'8

E+ "o+"e:

hf=hf1+hf

2

hf1=(Vn%

2/3 )2

L1=

(0.22m0.013

( 0.3010.3+21 )2 /3

)2

92.4m=0.0114m

hf2=&n

V2

2!=

V2=

Q

bh=

0.066

1.50.3=0.15m /s

V=V1+V2

2=

0.22m /s+0.15m / s2

=0.1833m /s

hf2=3(311 )( 0,1833

2

19,62)=0.153m


21/62

hf=hf1+hf

2

hf=0.0114+0.530.164m


'= 981cm

s2 16.4 cm

0.01172cm2/s420 s

=51.17 (1


EVALUACIN DE LA ZONA 3La 5elo*&"a" "el a,%a .ro#e"&o e+ la )o+a F 20F e':

Q2039=VA


A=0.351.0=0.35m2

V=Q

A=

0.066m3

0.35m2=0.188m /s



22/62

L1=79.2m

n=L1

"1=

79.2 m

s

3=26.4 canales=27 canales

Tiempo deretenci $ n hidr ulica sera:

V=L

Tr=Tr=

L1

V1=

27Canales3m0.188m/s

=430.85 se!=7.18min

La' .=r"&"a' "e *ar,a 'e *al*%la+ !e+&e+"o e+ *%e+!a la' .=r"&"a' "e*ar,a .or r&**&$+ / .or .=r"&"a' 'e*%+"ar&a' o "e a**e'or&o'8

hf=hf1+hf

2

hf1=(Vn%2/3 )2

L1=(0.188m0.013

( 0.3510.35+21 )2/3 )

2

79.2m=0.006m

hf2=&n

V2

2!=

V2=

Q

bh=

0.066

1.50.351=0.13m /s

V=V1+V2

2=

0.188m /s+0.13m /s2

=0.157m /s

hf2=3(271)(

0,1572

19,62)=0.096m

hf=hf1+hf

2


23/62

hf=0.006+0.157 0.102m

%onsiderando una temperatura del agua de &cm'% para la cual se o(tiene una

viscosidad cinemtica de ),)&&*2 cm2/s, el gradiente de me+cla ser:

'= 981cm

s2 10.2 cm

0.01172cm2/s420 s

=44.99(1=


ZonAn!"o

#$%

N&$'(o )'

!n*'+

An!"o)'

C)Cn*

P(o,&n)-)) )'*&

L(o)'*

!n*#$%

P(o,&n)-)) )'*!n*

Vo*&$'n )'*Cn*#$/%

2 @-0 F0-00 0-F0 1-00 -00 0-0 F?-00F @-1 2@-00 0-F@ 1-00 -H@ 0-0 F@-H0 TOTAL 101-H0

PARAMETROS Zo+a 1 Zo+a 2 Zo+a F

Ca%"al "e D&'e9o 6l'7 1F1-? 1F1-? 1F1-?

Ca%"al "e D&'e9o 6#F'7 0-0?@ 0-0?@ 0-0?@

Ca%"al %e &+,re'a a *a"a U+&"a" #F ?@-F ?@-F ?@-F

Area "e la 'e**&$+ "el a,%a 0-2@ 0-F0 0-F@

Velo*&"a" "el a,%a 0-2?FH1222F 0-21H?01? 0-1F?@HF

Lo+,&!%" "el *a+al 110-H@1FF? 2-22HH H-11F???;

N%#ero "e *a+ale' FH F1 2?

T&e#.o "e re!e+*&$+ Q&"ral&*a 'e,%+"o' ;20 ;20 ;20


24/62

T&e#.o "e re!e+*&$+ Q&"ra%l&*a e+ #&+ H H H

Per"&"a' "e *ar,a 1 0-02;F??? 0-011F2 0-00?000@

V2 6#'7 0-1H? 0-1@ 0-1F

V .ro#e"&o 6#'7 0-220 0-1F 0-1@H

Per"&"a' "e *ar,a 2 0-2?@ 0-1@F 0-0?

Per"&"a "e Car,a 0-20 0-1?; 0-102

V&'*o*&"a" *&+e#a!&*a a,%a 1;WC 6*#2'7 0-011H2 0-011H2 0-011H2

Gra"&e+!e6'17 H@-H2?1@ @H-1H@? ;;-H;FF@

1.2Evaluacin Final del Floculador

Seg"n los clculos reali+ados para las tres +onas, evaluamos el iempo de -etenci4n

5idrulico para los dos escenarios:

iempo de retenci4n hidrulica caudal a6o 2)&

7ona &: *.&8 mi 9 7ona 2: *,)8min 97ona : *,0) ; 2&.2< minutos

iempo de retenci4n hidrulica caudal a6o 2)=

7ona &: *.) 9 7ona2: *.)0 9 7ona : *.&8 ; 2&.22 minutos

l valor del tiempo de retenci4n hidrulica o(tenido si cumple con los valores dados en las!ormas -S 2))), en donde se esta(lece en el tulo %.0.0.&.&., que el tiempo de

retenci4n de(e estar entre 2) y ) minutos.

1.4.O!i"i#acin $loculador %ori#on!al

Al real&)ar la e5al%a*&$+ "e la e'!r%*!%ra .ara el .er&o"o "e "&'e9o- 'e .%"oe5&"e+*&ar %e .ara el a9o 20F la )o+a 1 "e la e'!r%*!%ra +o *%#.le *o+ elra+,o "e ,ra"&e+!e8 Por lo %e 'e a*e +e*e'ar&o rel&)ar la o.!&)a*&$+ "e lae'!r*%!%ra8 Para e'!o- 'e "e(e "&'#&+%&r la 5elo*&"a" .or #e"&o "el a%#e+!o"el a+*o "e *a+ale'8

ZONA 1.

Caudaldiseo2039=131.86 l

s


25/62

El *a%"al %e &+,re'a a *a"a %+&"a" e':

Q diseo2039=131.86 l / s

2

=65.92l

s=0.06592806m3/ s


Q=VA


A=1.00.27=0.27m2

V=Q

A=

0.0659280m3

0.27m2 =0.2441m /s

La 5elo*&"a" "el a,%a 'e e+*%e+!ra "e+!ro "e lo' 5alore're*o#e+"a"o' e+ la' +or#a' RAS 2000- !>!%lo C8@8@81 "o+"e 'ee'.e*&


26/62

hf=hf1+hf

2

hf1=(Vn23)2

L1=(0.2441m0.013

( 0.270.27+21 )2

3 )2

102,25m=0.01766m

hf2=&n

V2

2!=

V2

= Q

bh=

0.066

1.50.271.0=0.163m / s

V=V1+V2

2=

0.2441/s+0.163m /s2

=0.203m /s

hf2=3(341)(

0,2032

19,62)=0.210m

hf=hf1+hf

2

hf=0.01766+0.2100.228m


'=

981cm

s2 22.8 cm

0.01172cm2

/s420 s

=67.37 (1=


ZONA 2

La 5elo*&"a" "el a,%a .ro#e"&o e+ la )o+a 2 .ara el a9o 20F e':


27/62

Q=VA


A=0.301.0=0.30m2

V=Q

A=

0.066m3

0.30m2=0.22m / s



28/62

hf2=&n

V2

2!=

V2= Q

bh= 0.066

1.50.3=0.15m /s

V=V1+V2

2=

0.22m /s+0.15m / s2

=0.1833m /s

hf2=3(311 )(

0,18332

19,62)=0.153m

hf=hf1+hf2

hf=0.0114+0.530.164m


'=

981cm

s

2 16.4 cm

0.01172cm2/s420 s

=51.17 (1


EVALUACIN DE LA ZONA 3

La 5elo*&"a" "el a,%a .ro#e"&o e+ la )o+a F 20F e':

Q2039=VA


A=0.351.0=0.35m2


29/62

V=Q

A=

0.066m3

0.35m2=0.188m /s



30/62

V2= Q

bh=

0.066

1.50.351=0.13m /s

V=V1+V22

=0.188m /s+0.13m /s2

=0.157m /s

hf2=3(271)(

0,1572

19,62)=0.096m

hf=hf1+hf

2

hf=0.006+0.157 0.102m


'= 981cm

s2 10.2 cm

0.01172cm2/s420 s

=44.99(1=

Zon

An!"o #$%

N&$'(o)'

!n*'+

An!"o)'

C)Cn*

P(o,&n)-)) )'*&

L(o)'*

!n*#$%

P(o,&n)-)) )'*!n*

Vo*&$'n)'* Cn*

#$/%

1 @-0 F0-00 0-2H 1-00 -10 0-0 F2-;02 @-0 F0-00 0-F0 1-00 -00 0-0 F?-00F @-1 2@-00 0-F@ 1-00 -H@ 0-0 F@-H0 TOTAL 10;-10

CALCULOS DE FLOCULACION DE FLUJO HORIZONTAL AO 20/

PARAMETROS Zo+a 1 Zo+a 2 Zo+a F

Ca%"al "e D&'e9o 6l'7 1F1-? 1F1-? 1F1-?


31/62

Ca%"al "e D&'e9o 6#F'7 0-0?@ 0-0?@ 0-0?@Ca%"al %e &+,re'a a *a"a U+&"a" #F ?@-F ?@-F ?@-F

Area "e la 'e**&$+ "el a,%a #2 0-2H 0-F0 0-F@

Velo*&"a" "el a,%a6#'70-2;;1HH

;0-21H?01

?0-1F?@H

F

Lo+,&!%" "el *a+al 6#7102-@@;H@F

F2-22HH

H-11F???

;N%#ero "e *a+ale' F; F1 2?

T&e#.o "e re!e+*&$+ Q&"r%l&*a 'e,%+"o' ;20 ;20 ;20T&e#.o "e re!e+*&$+ Q&"r%l&*a e+ #&+ H H H

Per"&"a' "e *ar,a 16#70-01H???00

F0-011F2

0-00?000

@V2 6#'7 0-1?F 0-1@ 0-1F

V .ro#e"&o 6#'7 0-20F 0-1F 0-1@HPer"&"a' "e *ar,a 2 6#7 0-210 0-1@F 0-0?Per"&"a "e Car,a To!al 6#7 0-22 0-1?; 0-102

V&'*o*&"a" *&+e#a!&*a a,%a 1;WC6*#2'7

0-011H2 0-011H2 0-011H2

Gra"&e+!e6'17?H-FH210

2@H-1H@?

;;-H;FF@


32/62

a) PROCESO DE FLOCULACIN HIDRULICA ALABAMA

a8 DIAGNSTICO DE LA ESTRUCTURA

El #%+&*&.&o "e A,%al&+"a *%e+!a *o+ %+a %+&"a" "e o*%la*&$+ !&.oAla(a#a- *o+or#a"a .or "o' o*%la"ore' e+ .aralelo8 Ca"a %+&"a" "eo*%la*&$+ !&e+e !re' )o+a' "e ,ra"&e+!e / la' "e+'&o+e' "e la' )o+a''e .re'e+!a+ a *o+!&+%a*&$+:

N#ero "e %+&"a"e' "eo*%la*&$+ 2N#ero "e *#ara' .or %+&"a" 12Lo+,&!%" .or *#ara 6#e!ro'7 1-2A+*o "e *a"a *#ara 6#e!ro'7 1-2Pro%+"&"a" !&l 6#7 FDe!ro *o"o' 6 .%l,a"a'7E+!re la 1 / la ; *#ara 1;E+!re la @ / la *#ara 1?E+!re la / la 12 *#ara 1

%on el fin de evaluar la estructura, se reali+a el clculo del volumen, teniendo encuenta el largo, ancho y profundidad de la estructura, en cada una de las +onaspara cada unidad de floculaci4n:

Unidad 1Un-)) 1

ZonaN&"ero

deC'"ara(

Anc%o decada c'"ara

)"*

Lon+i!ud orc'"ara )"*

,ro$undidad&!il )"*

& &,2 &,2 F2 &,2 &,2 F

&,2 &,2 FTo!al 12

Unidad 2Un-)) 2


33/62

ZonaN&"ero

deC'"ara(

Anc%o decada c'"ara

)"*

Lon+i!ud orc'"ara )"*

,ro$undidad&!il )"*

& &,2 &,2 F2 &,2 &,2 F &,2 &,2 F

To!al 12

>ara hallar el largo, se multiplica el n"mero de cmaras por el ancho de cadacmara y posteriormente se halla el volumen para cada una de las unidades defloculaci4n, o(teniendo los resultados que se muestran en la siguiente ta(la.

Calculo del volu"en Unidad 1

Zona Anc%o )"* Lar+o )"*,ro$undidaddel a+ua )"*

Volu"en )"3*

& &,2 ,8 &*,282 &,2 ,8 &*,28 &,2 ,8 &*,28

-o!al 1/04

Calculo del volu"en Unidad 2

Zona Anc%o )"* Lar+o )"*,ro$undidaddel a+ua )"*

Volu"en )"3*

& &,2 ,8 &*,282 &,2 ,8 &*,28

&,2 ,8 &*,28-o!al 1/04

l volumen de cada ?loculador tipo la(ama es de 1.04 "e!ro( c&ico(

@e acuerdo con el numeral %.0.0.&.& del ttulo % del -S 2))), el tiempo deretenci4n 1r3 de los ?loculadores de flu$o vertical de(e estar entre 2) y )minutos.

eniendo en cuenta queQ=

Tr

Se halla el caudal, asumiendo un r de 20 minutos.


34/62

Q= 51.84m

3

25min60 s1min

=0.03456m

3

s

Q=0.03456

m3

s1000 l

1m3 =34.56

l

s

eniendo en cuenta que son dos estructuras que tra(a$an en paralelo, se halla elcaudal total que trata el sistema de floculaci4n tipo la(ama:

QT=34.56l

s

2=69.12l

s@e acuerdo con las proyecciones de la po(laci4n, se reali+a el clculo del caudalcon el fin de o(tener la vida "til de la estructura.

@e

acuerdo con los resultados o(tenidos el caudal de las dos unidades de floculaci4nes de ara calcular a que po(laci4n equivale el caudal hallado, se despe$a de la f4rmuladel caudal mAimo diario:

Pf=QMD86400

1.2dbruta

Pf= 69.12 l /s86400

1.2180 l

Habdia

=27648Hab

aoroeccin+eo"!rico

roeccin5 $lo!an!e

erdida(

d ru!a)L6%a7dia*

8"d)L6(*

89D)L6(*

201; F2000 FF?00-0 0-F 1??-H ?;- HH-201 F@FF1 FH0H-1 0-F 1??-H H1-? @-202; F00 ;0@-2 0-F 1??-H H-0 ;-202 ;F0? ;@221-2 0-F 1??-H H-2 10;-H20F; ;H@@0 ;2H- 0-F 1??-H ?-F 11@-?20F @2; @@12;-; 0-F 1??-H 10?-F 12H-?


35/62

@e acuerdo con lo descrito en el ttulo % del -S, en el numeral %.0.0.&.2, eln"mero recomendado de cmaras para el floculador la(ama es de 8, por lo tantocada una de las unidades cumplira con este requisito.

-especto al gradiente de velocidad este de(e estar entre 2) s& y *) s&, seg"n el-S 2))). >ara este caso se calcula dicho gradiente para cada +ona, teniendo encuenta la siguiente f4rmula:

'=!hf*Tr@onde

ges la gravedad, equivalente a =8) cm/s2

hfson las prdidas de carga en centmetroses la viscosidad cinemtica correspondiente a ).))=&= cm2/s para 2B%Tres el tiempo de retenci4n en segundos

>ara hallar el tiempo de retenci4n de cada cmara se tiene:

cmara=ancholon!itudprofundidad

cmara=1.2m1.2m3m=4.32m3

@espe$ando el tiempo de retenci4n

Tr=

Q=

4.32m3

0.03456m

3

s

=125 s

5allando las prdidas de carga se tiene:

hf=h f1+h f2+hf3

@onde

hf1son las prdidas carga en el pasamurohf2son las prdidas carga en el codohf3son las prdidas carga en el orificio de salida

>ara cada +ona se tiene:


36/62

Zona 1. ntre las cmaras & y el dimetro de los codos es de & pulgadas

%alculando las prdidas de carga para un orificio sumergido:

hf1=( QCA)21

2!

@onde

C es el caudal% es una constante definida como ).8 1r(oleda #alencia3

es el rea del orificio. >ara este caso como corresponde a un dimetro de &pulgadas el rea del orificio es de ).)=* m2.

-eempla+ando se tiene

h f1=( 0.03456m

3

s

0.80.0937)2

1

29.8=0.011m

Das prdidas por un orificio sumergido corresponden a :.:11 "e!ro(

%alculando las prdidas de carga en el codo:

hf2=k +

2

2!

@onde

ves la velocidad en m/s. de acuerdo con el -S en el numeral %.0.0.&.2, en loscodos la velocidad de(e estar entre ). m/s y ).2 m/s. Se asume de ). m/s.

E es una constante definida como ). 1r(oleda #alencia3



37/62

h f2=

0.4(0.3ms)2

29.8m

s2

=0.0018m

Das prdidas en el codo corresponden a :.::10 "e!ro(

%alculando las prdidas de carga en el orificio de salida:

hf3=( QCA)21

2!

@onde

C es el caudal% es una constante definida como ).ara este caso como corresponde a un dimetro de &pulgadas el rea del orificio es de ).)=* m2.


hf3=( 0.0356

m3

s0.650.0947 )

2

129.8

=0.016m

Das prdidas en el orificio de salida corresponden a :.:1; "e!ro(

Das prdidas totales para la primera +ona sern:

hf=h f1+h f2+hf3

hf=0.011m+0.0018m+0.016m=0.028m

%alculando el gradiente de velocidad para la +ona &, se o(tiene:


38/62

'= 980

cm

s22.8cm

0.01172cm2/s125s

=40.89 (1

@e acuerdo con el resultado o(tenido, el gradiente de velocidad para la +ona &, seencuentra dentro del rango esta(lecido por el -S 1entre 2) s& y *) s&3

Zona 2. ntre las cmaras 0 y 8 el dimetro de los codos es de &< pulgadas

%alculando las prdidas de carga para un orificio sumergido:

hf1=( QCA)21

2!

@onde

C es el caudal% es una constante definida como ).8 1r(oleda #alencia3

es el rea del orificio. >ara este caso como corresponde a un dimetro de &

Tarea 1 Floculador Horizontal y Alabama. Tarea 2 Sedimentador

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