DISEÑO DE DESARENADOR
1.CLASES |
* En función de su operación
- Desarenadores de lavado continuo
- Desarenadores de lavado discontinuo (intermitente)
* En función de la velocidad de escurrimiento
- De baja velocidad: v < 1m/s (0.20 - 0.60 m/s)
- De alta velocidad: v > 1 m/s (1 - 1.5 m/s)
* Por la disposición de los desarenadores
- En serie
- En paralelo
2. FASES DE DESARENAMIENTO
* Fase de sedimentación
* Fase de purga (evacuación)
3. ELEMENTOS DE UN DESARENADOR
* Transición de entrada
* Cámara de sedimentación
- Según Dubuat
Arcilla 0.081 m/s
Arena Fina 0.16 m/s
Arena Gruesa 0.216 m/s
Se concluye:
- V(m/s): 0.1 - 0.4 m/S
- y(m): 1.5 - 4 m
- S: 1:5 - 1:8 (pendiente transversal)
* Vertedero
- Se coloca al final de la cámara.
- Vertedero con descarga libre.
- V(m/s) < 1
- Ec. Francis
h máx = 25cm
* Compuerta de lavado o fondo
- S: 2- 6 % (gradiente de desalojo)
- Por casos de emergencia el desarenador debe poder vaciarse inclusive con estas compuertas abierta. Por este motivo las compuertas de lavado deben diseñarse para un caudal igual al traído por el canal más el lavado que se obtiene dividiendo el volumen del desarenador para el tiempo de lavado.
- V(m/s): 3 - 5
* Canal directo
- Utilizado mientras se remueve el sediemento, permite que el servicio no se suspenda.
- Se maneja con compuertas
- Cuando se tiene mas de una cámara ya no es necesario, porque se puede
rotar con la limpieza.
4. CRITERIOS PARA EL DISEÑO
* Cálculo del diámetro de pariculas a sedimentar.
* Los desarenadores se diseñan para un determinado diámetro de partícula, es decir que se supone que todas las partículas de diámetro superior al escogido deben depositarse. Por ejemplo, el valor del diámetro máximo de partícula nomalmente admitido para plantas hidroeléctricas es de 0.25 mm. En los sistemas de riego generalmente se acepta hasta un diámetro de 0.5 mm.
* Se debe tener en cuenta el usar convenientemente la curva granulométrica representativa del material en suspensión y fondo para un periodo de retorno equivalente a criterio del diseñador (T= 50años). Información básica necesaria para determinar la cámara de colmatación determinación del periodo de purga y el porcentaje de material en suspensión que no podrá ser retenido.
* Para el uso de agua en agricultura, el diámetro mínimo de la partícula a eliminar sería de 0.5 mm, y para energía 0.2 mm. Para proyectar la decantación del material de material sólido de diámetro menor, el diseñador deberá utilizar otras técnicas sobre la base de experiencias que permitan garantizar la eficiencia en la retención.
* También se debe prever a que lugares se va a orientar o depositar los materiales decantados.
* La sección más eficiente para decantar, resulta se la compuerta por paredes verticales en la parte superior y trapecial en la parte inferior.
* En sistemas hidroeléctricos el diámetro puede calcularse en función de la altura de caída como se muestra en la tabla 1, o en función del tipo de turbina como se muestra en la tabla 2.
* Cálculo de la velocidad del flujo v en el tanque.
* Cálculo de la velocidad de caída W
- Para su cálculo existen fórmulas empirícas, tablas y nomogramas.
FÓRMULA DE ARKHANGELSKI
FÓRMULA DE SCOTTI - FOGLIENI
* Cálculo de las dimensiones del tanque
* Corrección por bajas velocidades
- Para facilidad del lavado, al fondo del desarenador se le dará una pendiente del 2%. Esta inclinación comienza al finalizar la transición.
* Cálculo de la longitud de la transición
- Fórmula de Hind
* Cálculo de la longitud del vertedero
* Cálculo del ángulo central alfa y el radio R con que se traza la longitud del vertedero
- Cálculo de alfa
- Cálculo de R
* Cálculo de la longitud de la proyección longitudinal del vertedero
* Cálculo de la longitud promedio
* Cálculo de la longitud total del tanque desarenador.
- Cálculo de la profundidad del desarenador frente a la compuerta de lavado
- Cálculo de la altura de cresta del vertedero con respecto al fondo.
- Cálculo de las dimensiones de la compuerta de lavado
- Cálculo de la velocidad de salida
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