Diseño de Bocatoma y Desarenador Kimbalate

8/17/2019 Diseño de Bocatoma y Desarenador Kimbalate

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DISEÑO DE ESTRUCTURA DE CAPTACIÓN

PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE

SOLICITANTE : PSI FECHA : 20 DE MARZO 20

DISEÑO DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN

ho = 3 Øm + b.l. , altura del umbral del orificio

donde:

Øm = Diámetro medio de los sedimentos mas gruesos

b.l. = Borde libre ≈ 0.10 m

condicin: 0.! m " ho " 1.0 m

Øm = 0.0# m

b.l. = 0.10 m =$ ho = 0.1# m . . . %erificar la &ltura 0.!0 m

'or (orcheimer: )audal de ca*tacin a tras de la entana)orona ancha 0.- 0.#1

/ ca* = !

3)orona ancha redondeada 0.# 0.##

donde:)anto afilado 0.! 0.-

= )oef. del ertedo seg2n la forma de la cresta

= ong. de la entana de ca*tacin)ima redondeada 0.4

h = &ltura de la carga sobre el ertedero de la entana

5i*o creager 0.4#/ ca* = 0.0!- m67seg

= 0.##

= 0.3# m =$ h = 0.1!! m . . . incluiremos 0.0!# m de correccin *or obstruccin =

8tili9aremos:

= 0.3# m

h = 0.1# m

: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYACCASI , DISTRITO VELCHUMBIVILCAS CUSCO".

a entana en una estructura de ca*tacin, tiene la funcin de ca*tar el caudal a utili9ar, además sta trabaa en e*ocas de estiae como ertedero ; la carga*roduce el remanso generado *or el a9ud, ; en e*oca de crecidas como orificio, tambin se debe tener en cuenta


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PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE



>n condiciones e?tremas @caudal de aenidaA la entana de ca*tacin se com*orta como orificio de descarga sumergida

e n = es*acio entre barras = 0.10 m

e g = es*acio entre barras medias = 0.11 m

Determinaremos el num. de barras: C de barras = 3.00 barras

'rdida *or reilla: =$ a n = 0.0# m a g = 0.11

=$

e n7e g = 0.E- a n7a g = 0.#0 F t = 0.E

=$ % ing = 0.- m7seg % n = 0.3 m7seg

(inalmente: h r = 0.00E m . . . *rdida de carga *or reilla

/ ca* = 0.0! m67seg )audal de ca*tacin *or la entana

ho = 0.!0 m &ltura del umbral de la entana de ca*tacin

h = 0.1# m &ltura de la entana de ca*tacin

= 0.-0 m argo de la entana de ca*tacin

B.. = 0.10 m Borde libre sobre la entana de ca*tacin

h r = 0.00E m 'rdida de carga *or la reilla en la entana

III. Cálculo de las pérdidas por Rejilla en la Ventana de Captación

IV. Dimensionamiento Final de la Ventana de Captación

en

/ ca*.

eg

h

hoQing

0.20

L


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PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE



DISEÑO DEL BARRAJE

' = ho + h + 0.10 m . . . &ltura del 'aramento

' = 0.E0 m

/ b = !

3

donde:

/ b = )audal má?imo del rGo =$ / b = 10.0 m67seg

)d = )oef. de descarga, aria entre 0.1 H 0.4# =$ )d = 0.4#

= ong. del barrae = .E0 m

Io = &ltura de carga sobre el barrae

=$ Io = 0.E0 m =$ &ltura de muros = 1.E0 m

@JA >l diseKo del Barrae se toma *ara un 'eriodo de Letorno de !# &Kos.

; = H F ? endiente A!uas Arriba " n

Io Io 5alud %ertical 0.E# 1.E#

1 I : 3 % 1.3 1.E3

donde: ! I : 3 % 1.3 1.E10

n, F de*enden del talud del *aramento aguas arriba. 3 I : 3 % 1.E43 1.44

? 0.0# m 0.10 m 0.1# m 0.!0 m 0.!# m 0.30 m 0.-0 m 0.#0 m 0.0 m 0.40 m 0.E0 m 0.0 m

; 0.00 m H0.01 m H0.03 m H0.0# m H0.0E m H0.11 m H0.1 m H0.!E m H0.-0 m H0.#3 m H0.E m H0.E- m

>?isten diferentes ti*os de barraes, la eleccin entre barrae fio, moil o mi?to, está sueto al com*ortamiento del rGo durante la *oca de aenida. Mi el niel den es*ecial aguas arriba del barrae fio aumenta ; *uede causar inundaciones entonces será necesario aumentar un barrae mil *ara controlar el aumento dagua sin causar *roblemas de inundacin.

I. Cálculo de la Altura del #arraje Vertedero

II. Cálculo de la Altura de Car!a sobre el #arraje

)d ! g Io 37!

III. Determinación del erfil del #arraje

a forma ideal es la del *erfil de la su*erficie inferior de la na*a aireada del escurrimiento sobre un ertedero de cresta afilada, el cual se conoce con el nombr)reager.

n

0.00 m 0.20 m 0.40 m 0.60 m 0.80 m 1.00 m 1.20 m

-1.20 m

-1.00 m

-0.80 m

-0.60 m

-0.40 m

-0.20 m

0.00 m


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CAPTACION KIMBALATE

SOLICITANTE : PSI FECHA : 20 DE M

: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYACCASI , DISTRCHUMBIVILCAS CUSCO".


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CAPTACION KIMBALATE


: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYACCASI , DISTRITO VECHUMBIVILCAS CUSCO".

DISEÑO DEL CANAL DE LIMPIA

% cl = 1.# c d %elocidad res una estructura


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CAPTACION KIMBALATE



donde:/ cl = )audal


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CAPTACION KIMBALATE



&*licamos balance de energGa entre 0 ; 1: >o = >1 + hf o H1

donde:

)o = )ota del terreno al *ie del *aramento aguas arriba

)1 = )ota de l colchn disi*ador

' = &ltura del *aramento

Io = &ltura de carga sobre el barra e

d1 = 5irante conugado menor

hf o H1 =%o = %elocidad de llegada o de a*ro?imacin

%1 = %elocidad en el * ie del barra e

< = Oasto unitario sobre el barra e

/ = )audal sobre el barrae

= ong. del barrae

Me tendrán las siguentes consideraciones:

)o H )1 = 0.!0 m , además: %o = @ / 7 A 7 @ ' + Io A =$ %o = 1.00 m7seg

)on lo


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PROYECTO

CAPTACION KIMBALATE



MchoPlitsch: c = @d! H d1A c = !.#3 m 'romediamos: c = -.4

Mafrane9: c = d1 (r1 c = .41 m

8MBL: c = - d! c = !.0E m 8tili9aremos: c = #.0

DISEÑO DEL ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERA

&l final del colchn disi*ador es necesario colocar una escollera o enrocado con el fin de reducir el efecto erosio ; contrarestar el arrastre *or accin de filt

s = 0. )b Dl 1.1! < Db 7 Dl H 1 . . . ong. de >scollera recomendad *or Bligh

donde:

)b = )oef. de Blihg

Dl =

Db =

< = )audal de diseKo *or unidad de longitud del barrae

II. Cálculo de la %on!itud del Colc&ón Disipador

I. Cálculo de la %on!itud de -scollera

&ltura com*rendida entre el niel del agua en el e?tremo aguas abao del colchn disi*ador ; la cota de lacresta del barrae.

&ltura com*rendida entre la cota del estremo aguas abao del colchn disi*ador ; la cota de la cresta delbarrae.


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CAPTACION KIMBALATE


: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYACCASI , DISTRITO VCHUMBIVILCAS CUSCO".

=$ %ec&o del cauce 'amao !rano (mm* C (#li!&*

&rena fina ; imo 0.00# a 0.01 1E

&rena fina 0.1 a 0.!# 1#

&rena Oruesa 0.# a 1.0 1!

Oraas ; arena

Boloneria, graas ; arena -

&rcilla 4

=$ Dl = 0.-E m =$ s = 1.4- m Lenrocado

Db = 1.00 m

< = 1.0 m7seg =$ &sumimos: s = !.00 m

'or Ne;er H 'eter: < = 0.0#! . . . )audal unitario =$ Ø =

M 0.0#!

donde:

Ø = Diámetro má?imo


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CAPTACION KIMBALATE

SOLICITANTE : PSI FECHA : 20 DE M

: "INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN KIMBALETE, SECTOR KIMBALETE, CC. AYACCASI , DISTCHUMBIVILCAS CUSCO".

eriodo de retorno ' (aos*

100 1 0.44

#0 ! 0.E!

!0 # 0.E

# !0 0.-

! #0 0.4

1 100 1.00

0.3 300 1.03

0.! #00 1.0#0.1 1000 1.04

=$ & = 0.-# m Be = -.00 m do = 0.1# m Dm =

=$ dm = 0.11 m 103.- m7seg

=$ ds = 1.#! m

a socaacin es mGnima *or lo


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0.1# m

E, PROV.

esaria lan el gasto

miento de


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, PROV.


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, PROV.

1.00 m

H1.0! m

s aguas,iel del

'erfil


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, PROV.


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, PROV.

0.-#

entanae


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, PROV.

de ertercintica


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, PROV.

oo erificar


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, PROV.

n.


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E, PROV.

0.!0 m


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E, PROV.

mm


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DI1-2O D- D-1AR-3ADOR 4' 5 ,6.,7 %it8s 9 "I$#A%A'-

RO:-C'O ;

DA'O1;

)audal de conduccin @/A !-.!0 l7s

&ltura del canal de ingreso @hA 0.-0 m

5irante del agua en el canal de ingreso@QA 0.13 m

&ncho de seccin del canal de ingreso @bA 0.-0 m

&ngulo de diergencia de transicin @RA !!.#0 C

%elocidad longitudinal en el desarenador @%A 0.30 m7s

Diámetro mGn. de las *articulas a decantar @ØA 0.30 mm

&ncho desarenador en relacin altura de agua B = ! I

)oeficiente de seguridad @ ) A !

CA%CU%O1

a altura de aguas @IA en el desarenador de*ende de la elocidad @%A,

el caudal @/A ; el ancho @ B A del desarenador S luego usando la

ecuacin de continuidad / = %JBJI, se tiene I = 0.!0 m

uego, el ancho del desarenador resulta B = 0.-# m

a elocidad de decantacin *ara el diámetro de la *artGcula definida

seg2n el dato e?*erimental de &rPhangeisPi es T = 3.!-0cm7s

Meg2n la ecuacin de MtoPes ; tomando la e?*resin de MoPolo *ara

siguiente *ara la longitud del desarenador @A

= 1.1E J ) J h J % 7 T = -.-0 m

U1AR U1AR7.


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DI1-2O D- D-1AR-3ADOR 4' 5 ,6.,7 %it8s 9 "I$#A%A'-

RO:-C'O ;>I31'A%ACIO3 D- 1I1'-$A D- RI-?O OR A1-R1I@3 "I$#A%-'- 1-C'CC. A:ACCA1I DI1'RI'O V-%I%%- ROV. CBU$#IVI%CA1 CU1CO>.

UBM. &M DVN>MVU>M > CO%OR AU% 1O3 DI$-3CIO3-1 A U1AR


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Asumido

7.E7 m

7.7 m

Asumido

6.=7 m

R "I$#A%-'-


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R "I$#A%-'-


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D-1AR-3ADOR "I$#A%A'-

-1 1O%O ARA V-R %O1 R-1U%'ADO1 DURA3'- -% DI1-2O

R-1U%'ADO1

%A3'A

0.0 m -.-0 m 0.0 m

R

0.-0 m0.-# m

45,6.,7 l8s

-RFI%

0.!4 m

0.13 m

0.!0 m

0.0 m0.13 m @*ara sedimentosA


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TABLA 9.1CLASIFICACION DEL MATERIAL EN SUSPENSION SEGÚN SU TAMAÑO

MATERIAL DIAMETRO (mm) MATERIAL DIAMETRO (mm)GRAVILLA: FANGO:Gruesa >2.0 Grueso

Fina 2.0 - 1.0 Medio 0.05 - 0.01

ARENA: Fino 0.01 - 0.005Gruesa 1.0 - 0.5 ARCILLA:Media 0.5 - 0.25 Gruesa

Fina 0.25 - 0.10 Media 0.005 - 0.001

Muy fina 0.10 - 0.05 Fina 0.001 - 0.0001

Coloidal < 0.0001


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DISEÑO HIDRAÚLICO DESARENADOR

1.- CALCULO DEL DIAMETRO DE LAS PARTICULAS A SEDIMENTAR

Los desarenadores se diseñan para un determinado diametro de párticulas, es decir,

que se supone que todas las particulas de diametro superior al escogido debe depositarse.

por ejemplo el valor de diametro maximo de particula normalmente admitido para plantas

hidroelectricas es de 0.25 mm. . En lo sistemas de riego generalmente se acepta hasta

diametros de .5 mm.

DATOS:

D= 0.2 mm Diametro de la ParticulaQ= 24.2 L/s Caudal de Diseño

= 0.018 !u"osidad de #ai" $%C%

i= 2 &ediete 'trada ( )alida del caal

2.- CALCULO DE VELOCIDAD DE FLUJO

La *elocidad e u desareador se cosidera leta cuado esta com&redida etre 0+10 a 0+60

La eleccio &uede ser ar,itraria o &uede realiarse o utiliado la ormula de Cam&.

Dode

d= *elocidad de escurrimieto cm/s

d = 0.20 diametro mm.

a= 44 costate e ucio al diametro

Diametro D mm a

D 3 0+1mm 1

0.1mm3 D3 1mm 44

D 5 1mm 6

d= 17.68 cm/s

Vd= 0.20 m/s velocidad de escurrimiento

3.- ANCHO DE CAMARA ( asumido)

B= 0.35 m )e asume = 0.60 m por facto

mado e cueta :ue relacion H/B = 0.86 ;o

V d =a√ d

V d=44√ 0.20

H = Q

v∗B

0.8≤ H

B≤1


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Caudal de diseño Q= 0.0242 m/s

Por lo tato $= 0.1821 m

&or lo :ue asumimos H= 0.30 m )e asume $= 0.50

por factor constr

V!i"#a#io$ d% &i'o d F%uo

= 0.61?467 m/s

!umero de "e#nolds Lamiar

9rascisioal

Dode 9ur,uleto

= 0.61?467 *elocidad del @uAo

!B= 0.06 radio $idraulico de la seccio :ue @u(e el caudal

*= 0.00000100?0 20% C *iscosidad del @uido

!e= 814.6?8662064 luAo 9ur,uleto

5.- CALCULO DE LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACION

FLUJO LAMINAR

elocidad de )edimetacio se" Diametro de la Particula

D mm s cm/s

0.0 0.1?8

0.1 0.672 D= 0.2 mm diam

0.1 1.6

0.2 2.16 $nterpolacion si fuese nece

0.2 2.? % mm Vs &cm/0. .24 1 0.1 1.6

0. .?8 2 0.2 s

0.4 4.2 3 0.2 2.?

0.4 4.86

0. .4 s = 2.1

0. .74 s= 0.021

0.6 6.48

0.? ?.2

0.8 8.0?

1 7.442 1.27

17.2

24.7

FLUJO TURULENTO

Dode

s= *elocidad de sedimetaciocm/s

Re=V ∗ Rh

v

V =Q

A

V s=√ ( γ s−1 )∗

4∗g∗ D3∗c


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2.62 &eso es&eciEco de las &articulas "/cm &racticamete i

"= 7.81 aceleracio de la "ra*edad m/s2

D= 0.02 diametro de las &articulas cm

c= 0. coeEciete de resistecia de los "raos c= 0+ "

s= 0.72064 cm/s

s= 0.0072064 m/s

6.- TIEMPO DE RETENCION

Tu!*u%$&o (s= 2.8712 s.

Lami$a! (s= 1.0)5 s. tiempo conciderando *u+o ,aminar

.- LON+ITUD DE LA CAMARA

F%uo Lami$a!

Dode

L= Lo"itud de camara m

F= CoeEciete de se"uridad

CoeEciete de )e"uridad


31/37

F%uo Tu!*u%$&o

Dode

L= Lo"itud de camara m

F= CoeEciete de se"uridad

CoeEciete de )e"uridad


32/37

0.60 m

Caal de H"reso Desareador

0. m

8.00 m


33/37

structivo

codicio


34/37

o

32000

03!e34000

5 4000

de la &articula

s


35/37

,le 2+60-2+6

redodos

cie al

mar e cueta losuiete ta,la


36/37

mar e cueta losuiete ta,la


37/37

de salida

0.60 m

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