2017
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL PLANTA DE TRATAMIENTO DE PUEBLO BELLO, CÉSAR.
JHAISON COBO: 2011115017 GISELLA POLO: 2015115156 ADRIANA VILLALOBOS: 2015115157
ENTREGADO A: ING. ÁLVARO CASTILLO
UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
FLOCULACIÓN La floculación es el proceso mediante el cual las partículas ya desestabilizadas entran en contacto efectivo, formando flocs o flóculos que pueden removerse por sedimentación en un tiempo adecuado en una Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP). En el proceso de floculación floculación es común utilizar los floculadores floculadores hidráulicos y mecánicos. A su vez, los floculadores hidráulicos pueden ser de tipo: flujo horizontal, flujo vertical, flujo helicoidal y Alabama. El floculador horizontal, puede ser de dos tipos: Floculador Hidráulico de Flujo Horizontal (F.H.F.H) y Floculador Hidráulico de Flujo Vertical (F.H.F.V). El F.H.F.H, consta de un tanque dividido por tabiques prefabricados en concreto, fibra de vidrio, asbesto cemento (A/C), (A/C), o cualquier otro material disponible y que que sea no contaminante, dispuestos de forma que el agua haga un recorrido de ida y vuelta alrededor de las mismas, en las diferentes secciones del floculador. Para el proyecto se escogió un Floculador Hidráulico de Flujo Horizontal (F.H.F.H.), a continuación, se presentarán los cálculos de diseño para el mismo.
FLOCULADOR HIDRÁULICO DE DE FLUJO HORIZONTAL.(F.H.F.H) GENERALIDADES Se diseñaron tres floculadores hidráulicos de flujo horizontal, con 4 secciones, y un total de 64 tabiques fabricados de asbesto- cemento, dispuestos a lo largo de todo el floculador, la primera sección se diseñó con un tiempo de retención de 60 s, con 4 tabiques y un gradiente de 67 1/s; la segunda sección con TRH: 180 s, un número de 10 tabiques y un gradiente gradiente de 55 1/s; para la tercera tercera sección se diseñó con un TRH de 600 s, un número de tabiques de 26 y un gradiente de velocidad medio de 40 1/s; finalmente la última sección del floculador se diseñó con TRH de 840 s, un número de tabiques de 24 y un gradiente de velocidad bajo de 21 1/s . Con esta distribución se se garantiza un tiempo de retención hidráulico mayor, lo cual garantiza un mejor proceso de floculación y así mismo, un gradiente lo más bajo posible en la última sección que evite la la fractura de los flocs y ayude a la la compactación de los mismos. El tiempo de retención total del floculador cumple con lo establecido en la resolución 0330 del 8 de junio de 2017, para el caso de este diseño es de 28 minutos. Para cada sección del floculador se garantizó que las velocidades medias del agua estuvieran en el rango de 0,1 – 06 m/s, asumiendo una altura de la lámina de agua de 1,3 m, cumpliendo con lo establecido en la resolución 0330 y además garantizando que los gradientes se encuentren entre 70- 10 y además que uno de los gradientes sea cercano a 40 .
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MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
CÁLCULOS
Selección del número de floculadores.
Se seleccionaron 3 floculadores hidráulicos de flujo horizontal, para el caudal de 100 l/s de la planta de tratamiento de Pueblo Bello, César.
Determinación del caudal para cada floculador.
Se determinó a través de la expresión (1):
= # QQ ::CCaudalaudaldeltotafllodecullaadorplantma de3/stratamiento m3/s ⁄ , = = , ⁄ Donde:
Selección del Tiempo de Retención Hidráulica Total.
Se escogió un tiempo de retención hidráulica en todo el floculador de 28 minutos
(1680 segundos). La Resolución 0330 del 8 de junio de 2017 establece que el Tiempo de Retención Hidráulica debe seleccionarse entre 20 y 40 minutos.
Este parámetro cumple con el tiempo establecido.
Selección del número de secciones del floculador.
Para el diseño del floculador hidráulico de flujo horizontal se seleccionaron 4 secciones por tiempo de retención hidráulica, las cuales tendrán gradientes de velocidad diferentes.
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Selección de la altura de la lámina de agua en el floculador (h).
Se seleccionó una profundidad del agua en el tanque de 1,3m y se dejó un borde libre de 0,2 m. La Resolución 0330 del 8 de junio de 2017 establece que la profundidad del agua en el tanque debe estar entre 1,0 y 2,0m.
Este parámetro cumple con la profundidad del agua establecida.
Se escogió esta altura de lámina de agua con el fin de se obtener gradientes elevados en la primera sección del floculador.
Selección del ancho del Floculador Hidráulico de Flujo Horizontal.
El ancho del floculador hidráulico de flujo horizontal se escogió de 3,5 m.
CÁLCULOS PRIMERA SECCIÓN DEL FLOCULADOR
Selección del Tiempo de Retención Hidráulica en la sección.
Se escogió un tiempo de retención hidráulica en la primera sección del floculador de 1 minuto (60s).
Selección de la velocidad media del flujo en la primera sección.
Se escogió una velocidad media del flujo en la primera sección de 0,2 m/s, con el fin de garantizar gradientes elevados en la primera sección del floculador y así mismo la aglomeración del mayor número de partículas.
La Resolución 0330 del 8 de junio de 2017 establece que la velocidad del agua a través del tanque debe estar de 0.1 m/s a 0.6 m/s.
Este parámetro cumple con el tiempo establecido.
Esta velocidad es baja es comparación con el rango que establece la resolución, pero se garantiza que los gradientes de velocidad en la primera sección sean menores a 70 1/s.
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Determinación del área transversal entre tabiques en la primera sección.
= ∗ QV : caudal: velocdelidadflomediculadora delmflu3/sjo en la primera sección m/s A = Q ⁄ , = , / =, Donde:
), calculado en la expresión (1) ) : área transversal entre tabiques ( )
Despejando tenemos,
Determinación de la separación entre tabiques en la sección 1.
=
Donde: b: separación entre tabiques en la sección1 (m) : área transversal entre tabiques ( ) h: altura de la lámina de agua (m), asumida de 1,3 m.
A
, = , =, MEMORIAS DE CÁLCULO
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Determinación de espaciamiento entre la pantalla y el muro.
=,
Donde: e: espaciamiento entre la pantalla y el muro (m) b: separación entre tabiques en la sección1 (m)
=,∗, =,
El Manual del Ras 2000 establece que la separación entre el extremo del tabique y el muro debe ser 1,5 veces la separación entre tabiques.
Calculo de la distancia recorrida por el flujo en la primera sección.
= ∗ LV: di:svtelanciociadadrecormediridaadelporflelujfoluenjolamprimera sección m/s T: tiempo de retención hidráulica en la sección 1 , se asumió de 60 s =, ∗ =, Donde:
)
Determinación de la longitud de los tabiques.
= LB: longitud de los tabiques m =, , =, Donde:
: ancho del floculador, se asumió de 3,5m e: espaciamiento entre la pantalla y el muro (m)
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Determinación del número de tabiques en la sección 1.
= LB: distancia recorrida por el flujo m = ,, = =∗ + L: longitud de la sección 1 m e:espesor de los tabiques,se asumió de 0,03m =∗,+, =, Donde: N: número de tabiques en la sección
: ancho del floculador, se asumió de 3,5m
Determinación de la longitud de la sección 1.
Donde:
N: número de tabiques en la sección.
b: separación entre tabiques en la sección1 (m)
Cálculo de las pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción.
V =
ℎ: V: velocidad medim⁄sadel flujo en la primera sección m/s
Donde: pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción (m) N: número de tabiques en la sección. k: constante empírica, se asumió de 3 ) g: gravedad (9,81 )
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∗∗ , / = , / =,
Cálculo de las pérdidas por fricción en tramos rectos (Manning).
∗ = ( ⁄ ) L *
ℎV: : velocidad media del flujo en la primera sección m/s L: distancia recorrida por el flujo m / = A RA/:radio hidrúlico m Pm A / = + Donde: pérdidas de energía por fricción en tramos rectos(m)
) n :coeficiente de rugosidad de Manning, se asumió de 0,012 para A/C R: radio hidráulico (m)
Determinación del radio hidráulico.
Donde:
: área transversal entre tabiques ( : perímetro mojado (m)
)
Donde: h: altura de la lámina de agua, se asumió de 1,3 m b: separación entre tabiques en la sección1 (m)
, / = ,+, / =,
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Determinación de las pérdidas por fricción en tramos rectos
, ∗, = , ∗, =, = + hℎ:: pérdidas de energía en la sección 1m ℎ: =,+, =,
Calculo de las pérdidas de energía en la sección 1 del floculador.
Donde:
pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción (m) pérdidas de energía por fricción en tramos rectos(m)
Calculo del gradiente de velocidad en la sección 1 del floculador.
= √ ɣµ h : pérdidas de energía en la cámara m − Ύ:µ:vpisescoso esidadpecíabsficooldelutaaguao dinámi/ca del ∗agua Kg∗s/ Ύ:µ:0,,001003Kg/m∗s / ∗ Donde: : gradiente de velocidad en la sección 1 ( )
)
)
tc: tiempo de retención hidráulica de cámara (s) Se asumió una temperatura de 20ºC en la PTAP, obteniendo:
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MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
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, / ∗ = , ⁄∗∗,∗ = ⁄ La resolución 0330 del 8 de junio del 2017, establece que en todo floculador nuevo se debe garantizar mínimo tres zonas de floculación, entre 70 y 10 1/s, asegurando un gradiente de velocidad medio de 40 1/s.
Este parámetro cumple con lo establecido, debido a que se deben garantizar gradientes altos en la primera sección del floculador.
Determinación de la pendiente de la sección 1.
= ∗ Sh:: ppendiérdideasntededeenerla segccciía enónla1se%cción 1m L: longitud de sección 1m = ,, ∗ =,% Donde:
100
CÁLCULOS SEGUNDA SECCIÓN DEL FLOCULADOR
Selección del Tiempo de Retención Hidráulica en la sección.
Se escogió un tiempo de retención hidráulica en la segunda sección del floculador de 3 minutos (180 s).
Selección de la velocidad media del flujo en la segunda sección.
Se escogió una velocidad media del flujo en la segunda sección de 0,18 m/s, con el fin de garantizar que el valor del gradiente disminuyera en la segunda sección del floculador, para evitar la fractura de los flocs, debido al valor del gradiente.
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MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
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La Resolución 0330 del 8 de junio de 2017 establece que la velocidad del agua a través del tanque debe estar de 0.1 m/s a 0.6 m/s.
Este parámetro cumple con el tiempo establecido.
Determinación del área transversal entre tabiques en la segunda sección.
= ∗ QV : caudal: velocdelidadflomediculadora delmflu3/sjo en la segunda sección m/s A = Q ⁄ , = , / =, Donde:
), calculado en la expresión (1) ) : área transversal entre tabiques ( )
Despejando tenemos,
Determinación de la separación entre tabiques en la sección 2.
=
Donde: b: separación entre tabiques en la sección2 (m) : área transversal entre tabiques ( ) h: altura de la lámina de agua (m), asumida de 1,3 m.
A
, = ,
MEMORIAS DE CÁLCULO
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=,
Determinación de espaciamiento entre la pantalla y el muro.
=,
Donde: e: espaciamiento entre la pantalla y el muro (m) b: separación entre tabiques en la sección2 (m)
=,∗, =,
El Manual del Ras 2000 establece que la separación entre el extremo del tabique y el muro debe ser 1,5 veces la separación entre tabiques.
Calculo de la distancia recorrida por el flujo en la segunda sección.
= ∗ LV: di:svtelanciociadadrecormediridaadelporflelujfoluenjolamsegunda sección m/s T: tiempo de retención hidráulica en la sección 2 , se asumió de 180 s =, ∗ =, Donde:
)
Determinación de la longitud de los tabiques.
= LB: longitud de los tabiques m Donde:
: ancho del floculador, se asumió de 3,5m e: espaciamiento entre la pantalla y el muro (m) MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
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=, , =, = LB: distancia recorrida por el flujo m = ,, = =∗ + L: longitud de la sección 2 m e:espesor de los tabiques,se asumió de 0,03m =∗,+, =,
Determinación del número de tabiques en la sección 2.
Donde: N: número de tabiques en la sección
: ancho del floculador, se asumió de 3,5m
Determinación de la longitud de la sección 2.
Donde:
N: número de tabiques en la sección.
b: separación entre tabiques en la sección 2 (m)
Cálculo de las pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción.
ℎ:
V =
Donde: pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción (m) N: número de tabiques en la sección. k: constante empírica, se asumió de 3 MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
V: velocidad medim⁄sadel flujo en la segunda sección m/s ∗∗ , / = , / =, g: gravedad (9,81
2017
)
)
Cálculo de las pérdidas por fricción en tramos rectos (Manning).
∗ = ( ⁄ ) L *
ℎV: : velocidad media del flujo en la segunda sección m/s L: distancia recorrida por el flujo m / = A RA/:radio hidrúlico m Pm A / = + Donde: pérdidas de energía por fricción en tramos rectos(m)
) n :coeficiente de rugosidad de Manning, se asumió de 0,012 para A/C R: radio hidráulico (m)
Determinación del radio hidráulico.
Donde:
: área transversal entre tabiques ( : perímetro mojado (m)
)
Donde: h: altura de la lámina de agua, se asumió de 1,3 m b: separación entre tabiques en la sección2 (m)
, / = ,+, / =,
MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
Determinación de las pérdidas por fricción en tramos rectos
, ∗, = , ∗, =, = + hℎ:: pérdidas de energía en la sección 2m ℎ: =,+, =,
Calculo de las pérdidas de energía en la sección 2 del floculador.
Donde:
pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción (m) pérdidas de energía por fricción en tramos rectos(m)
Calculo del gradiente de velocidad en la sección 2 del floculador.
= √ ɣµ h : pérdidas de energía en la cámara m − Ύ:µ:vpisescoso esidadpecíabsficooldelutaaguao dinámi/ca del ∗agua Kg∗s/ Ύ:µ:0,,001003Kg/m∗s / ∗ Donde: : gradiente de velocidad en la sección 2 ( )
)
) : tiempo de retención hidráulica de sección, se asumió de 180 s
Se asumió una temperatura de 20ºC en la PTAP, obteniendo:
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MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
, / ∗ = , ⁄∗∗,∗ = ⁄ La resolución 0330 del 8 de junio del 2017, establece que en todo floculador nuevo se debe garantizar mínimo tres zonas de floculación, entre 70 y 10 1/s, asegurando un gradiente de velocidad medio de 40 1/s.
Este parámetro cumple con lo establecido, debido a que se debe garantizar que el valor del gradiente disminuya en la segunda sección del floculador, para que los flocs no se rompan.
Determinación de la pendiente de la sección 2.
= ∗ Sh:: ppendiérdideasntededeenerla segccciía enónla2se%cción 2m L: longitud de sección 2m = ,, ∗ =,% Donde:
100
CÁLCULOS TERCERA SECCIÓN DEL FLOCULADOR
Selección del Tiempo de Retención Hidráulica en la sección.
Se escogió un tiempo de retención hidráulica en la tercera sección del floculador de 10 minutos (600 s).
Selección de la velocidad media del flujo en la tercera sección.
Se escogió una velocidad media del flujo en la tercera sección de 0,15 m/s, con el fin de garantizar que el valor de gradiente de 40 1/s en la tercera sección del floculador, para evitar la fractura de los flocs, debido al valor del gradiente MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
La Resolución 0330 del 8 de junio de 2017 establece que la velocidad del agua a través del tanque debe estar de 0.1 m/s a 0.6 m/s.
Este parámetro cumple con el tiempo establecido.
Determinación del área transversal entre tabiques en la tercera sección.
= ∗ QV : caudal:velocdelidadflomediculaadordelfmlu3/sjo en la tercera sec ión m/s A = Q ⁄ , = , / =, Donde:
), calculado en la expresión (1) ) : área transversal entre tabiques ( )
Despejando tenemos,
Determinación de la separación entre tabiques en la sección 3.
=
Donde: b: separación entre tabiques en la sección 3 (m) : área transversal entre tabiques ( ) h: altura de la lámina de agua (m), asumida de 1,3 m.
A
, = ,
MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
=,
Determinación de espaciamiento entre la pantalla y el muro.
=,
Donde: e: espaciamiento entre la pantalla y el muro (m) b: separación entre tabiques en la sección 3 (m)
=,∗, =,
El Manual del Ras 2000 establece que la separación entre el extremo del tabique y el muro debe ser 1,5 veces la separación entre tabiques.
Calculo de la distancia recorrida por el flujo en la tercera sección.
= ∗ LV: di:vstelaoncicidaadrecormediridaadelporflelujofluenjolamtercera sec ión m/s T: tiempo de retención hidráulica en la sección 3 , se asumió de 600 s =, ∗ =, Donde:
)
Determinación de la longitud de los tabiques.
= LB: longitud de los tabiques m Donde:
: ancho del floculador, se asumió de 3,5m e: espaciamiento entre la pantalla y el muro (m) MEMORIAS DE CÁLCULO
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2017
=, , =, = LB: distancia recorrida por el flujo m = ,, = =∗ + L: longitud de la sección 3 m e:espesor de los tabiques,se asumió de 0,03m =∗,+, =,
Determinación del número de tabiques en la sección 3.
Donde: N: número de tabiques en la sección
: ancho del floculador, se asumió de 3,5m
Determinación de la longitud de la sección 3.
Donde:
N: número de tabiques en la sección.
b: separación entre tabiques en la sección 3 (m)
Cálculo de las pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción.
ℎ:
V =
Donde: pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción (m) N: número de tabiques en la sección. k: constante empírica, se asumió de 3 MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
V:velocidad medim⁄asdel flujo en la tercera sec ión m/s ∗∗ , / = , / =, g: gravedad (9,81
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)
)
Cálculo de las pérdidas por fricción en tramos rectos (Manning).
∗ = ( ⁄ ) L *
ℎV: :velocidad media del flujo en la tercera sec ión m/s L: distancia recorrida por el flujo m / = A RA/:radio hidrúlico m Pm A / = + Donde: pérdidas de energía por fricción en tramos rectos(m)
) n :coeficiente de rugosidad de Manning, se asumió de 0,012 para A/C R: radio hidráulico (m)
Determinación del radio hidráulico.
Donde:
: área transversal entre tabiques ( : perímetro mojado (m)
)
Donde: h: altura de la lámina de agua, se asumió de 1,3 m b: separación entre tabiques en la sección3 (m)
, / = ,+, / =,
MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
Determinación de las pérdidas por fricción en tramos rectos
, ∗, = , ∗, =, = + hℎ:: pérdidas de energía en la sección 3m ℎ: =,+, =,
Calculo de las pérdidas de energía en la sección 3 del floculador.
Donde:
pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción (m) pérdidas de energía por fricción en tramos rectos(m)
Calculo del gradiente de velocidad en la sección 3 del floculador.
= √ ɣµ h : pérdidas de energía en la cámara m − Ύ:µ:vpisescoso esidadpecíabsficooldelutaaguao dinámi/ca del ∗agua Kg∗s/ Ύ:µ:0,,001003Kg/m∗s / ∗ Donde: : gradiente de velocidad en la sección 3 ( )
)
) : tiempo de retención hidráulica de sección, se asumió de 600s
Se asumió una temperatura de 20ºC en la PTAP, obteniendo:
MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
, / ∗ = , ⁄∗∗,∗ = ⁄ La resolución 0330 del 8 de junio del 2017, establece que en todo floculador nuevo se debe garantizar mínimo tres zonas de floculación, entre 70 y 10 1/s,
asegurando un gradiente de velocidad medio de 40 1/s.
Este parámetro cumple con lo establecido, debido a que se debe garantizar un valor de gradiente de velocidad medio en la tercera sección del floculador, para que los flocs no se rompan.
Determinación de la pendiente de la sección 3.
= ∗ Sh:: ppendiérdideasntededeenerla segccciía enónla3se%cción 3m L: longitud de sección 3m = ,, ∗ =,% Donde:
100
CÁLCULOS CUARTA SECCIÓN DEL FLOCULADOR
Selección del Tiempo de Retención Hidráulica en la sección.
Se escogió un tiempo de retención hidráulica en la cuarta sección del floculador de 14 minutos (840 s).
Selección de la velocidad media del flujo en la cuarta sección.
Se escogió una velocidad media del flujo en la cuarta sección de 0,1 m/s, con el fin de garantizar que el valor de gradiente más bajo posible en la última sección del floculador, para evitar la fractura de los flocs, debido al valor del gradiente MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
La Resolución 0330 del 8 de junio de 2017 establece que la velocidad del agua a través del tanque debe estar de 0.1 m/s a 0.6 m/s.
Este parámetro cumple con el tiempo establecido.
Determinación del área transversal entre tabiques en la cuarta sección.
= ∗ QV : caudal: velocdelidadflomediculadora delmflu3/sjo en la cuarta sección m/s A = Q ⁄ , = , / =, Donde:
), calculado en la expresión (1) ) : área transversal entre tabiques ( )
Despejando tenemos,
Determinación de la separación entre tabiques en la sección 4.
=
Donde: b: separación entre tabiques en la sección 4 (m) : área transversal entre tabiques ( ) h: altura de la lámina de agua (m), asumida de 1,3 m.
A
, = ,
MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
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=,
Determinación de espaciamiento entre la pantalla y el muro.
=,
Donde: e: espaciamiento entre la pantalla y el muro (m) b: separación entre tabiques en la sección 4 (m)
=,∗, =,
El Manual del Ras 2000 establece que la separación entre el extremo del tabique y el muro debe ser 1,5 veces la separación entre tabiques.
Calculo de la distancia recorrida por el flujo en la cuarta sección.
= ∗ LV: di:svtelanciociadadrecormediridaadelporfellujfoluenjo lamcuar ta sección m/s T: tiempo de retención hidráulica en la sección4 , se asumió de 840 s =, ∗ =, Donde:
)
Determinación de la longitud de los tabiques.
= LB: longitud de los tabiques m Donde:
: ancho del floculador, se asumió de 3,5m e: espaciamiento entre la pantalla y el muro (m) MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
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=, , =, = LB: distancia recorrida por el flujo m = ,, = =∗ + L: longitud de la sección 4 m e:espesor de los tabiques,se asumió de 0,03m =∗,+, =,
Determinación del número de tabiques en la sección 4.
Donde: N: número de tabiques en la sección
: ancho del floculador, se asumió de 3,5m
Determinación de la longitud de la sección 4.
Donde:
N: número de tabiques en la sección.
b: separación entre tabiques en la sección 4 (m)
Cálculo de las pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción.
ℎ:
V =
Donde: pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción (m) N: número de tabiques en la sección. k: constante empírica, se asumió de 3 MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
V: velocidad medim⁄sadel flujo en la cuarta sección m/s ∗∗ , / = , / =, g: gravedad (9,81
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)
)
Cálculo de las pérdidas por fricción en tramos rectos (Manning).
∗ = ( ⁄ ) L *
ℎV: : velocidad media del flujo en la cuarta sección m/s L: distancia recorrida por el flujo m / = A RA/:radio hidrúlico m Pm A / = + Donde: pérdidas de energía por fricción en tramos rectos(m)
) n :coeficiente de rugosidad de Manning, se asumió de 0,012 para A/C R: radio hidráulico (m)
Determinación del radio hidráulico.
Donde:
: área transversal entre tabiques ( : perímetro mojado (m)
)
Donde: h: altura de la lámina de agua, se asumió de 1,3 m b: separación entre tabiques en la sección4 (m)
, / = ,+, / =,
MEMORIAS DE CÁLCULO
MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
Determinación de las pérdidas por fricción en tramos rectos
, ∗, = , ∗, =, = + hℎ:: pérdidas de energía en la sección 4m ℎ: =,+, =,
Calculo de las pérdidas de energía en la sección 4 del floculador.
Donde:
pérdidas de energía por cambio de dirección + ensanchamiento y contracción (m) pérdidas de energía por fricción en tramos rectos(m)
Calculo del gradiente de velocidad en la sección 4 del floculador.
= √ ɣµ h : pérdidas de energía en la cámara m − Ύ:µ:vpisescoso esidadpecíabsficooldelutaaguao dinámi/ca del ∗agua Kg∗s/ Ύ:µ:0,,001003Kg/m∗s / ∗ Donde: : gradiente de velocidad en la sección 4 ( )
)
) : tiempo de retención hidráulica de sección, se asumió de 840s
Se asumió una temperatura de 20ºC en la PTAP, obteniendo:
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MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
, / ∗ = , ⁄∗∗,∗ = ⁄ La resolución 0330 del 8 de junio del 2017, establece que en todo floculador nuevo se debe garantizar mínimo tres zonas de floculación, entre 70 y 10 1/s, asegurando un gradiente de velocidad medio de 40 1/s.
Este parámetro cumple con lo establecido, debido a que se debe garantizar un valor de gradiente de velocidad bajo en la última sección del floculador, para que los flocs no se rompan, debido a que este será el gradiente que llevará el flujo de agua al entrar al sedimentador, por tal razón, se requiere un valor de gradientes lo más bajo posible.
Determinación de la pendiente de la sección 4.
= ∗ Sh:: ppendiérdideasntededeenerla segccciía enónla4se%cción 4m L: longitud de sección 4 m = ,, ∗ =,% = + + + +∗ LL : longi: longitudtutodtadedelsefcciloculón a1dormm L: longitud de sección 2 m Donde:
100
Cálculo de la longitud total del floculador.
Donde:
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MEMORIAS DE CÁLCULO: FLOCULADOR HIDRÁULICO DE FLUJO HORIZONTAL
2017
LL:: lloongingittuudd dede sseecciccióónn 34 mm eM: espesor de los muros externos del floculador , se asumió de 0,15m =, +, +, +, =,
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