DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE FILTROS LENTOS Cálculos de Diseño : 1.-Población Futura : Se calculará utilizando el método de "interés simple"
Pf =Pa (1+r.t ) Donde Pf Pa r t
: = = = =
Población futura Población actual Razón de Crecimiento Promedio Anual Tiempo entre Pf y Pa
N°de vivendas : N°de habit. promedio por viv
800 7
Pa =( N ° viv ).( N ° habprom/viv ) Pa = r = t =
5600 20 20
habitantes por mil años
Pf =
7840
habitantes
= 0.020
3.-Caudales de Diseño : 3.1.-Caudal Promedio (Qp)
Qp=
Pf . D
D =
150
86400
Qp =
14.00
lt/hab/día lt/s
3.2.-Caudal Máximo Diario (Qmd)
K 1 =
1.3
Qmd=K 1 . Q p
Qmd=K 1 . Q p Qmd =
18.00
lt/s
3.3.-Caudal Máximo Horario (Qmh)
K 2 =
2
Qmh =
28.0
lt/s
Qmh=K 2 .Q p CAUDAL DE DISEÑO:
Q = 18.00
Lps
a) Número de Filtros (N) Q = 64.8 m3/Hr N = 3 Filtros b) Caudal por Filtro (q) q =6 Lps q = 0.006 m3/s c) Tubería de Ingreso al Filtro: (D) Vmín. = 0.3 m/s D = 6 Pulg. d) Velocidad de Filtración: (VF) Al emplearse como pretratamiento - desarenador y sedimentación se considera: VF = 0.3 m/Hr VF = 7.2 m3/m2*día e) Area del Filtro (A.F.) AF = 72 m2 f) Dimensiones Filtro:(b,a) Relación mínimo costo (k) K = 1.5 Largo (b) : b = 10.4 a = 7 g) Sistema de Drenaje
Canal Principal con Placa Concreto Sección de: 0.2m X 0.2m A = 0.04 m2
0.2 m 0.2 m Velocidad de este canal V =
0.15 m/s
Laterales de tubería separados cada 1.0 m Número de laterales n =
10.4
n =
10 laterales
Caudal/ lateral ql =
(ql )
0.3 l/s
Diámetro lateral (d): para velocidad V =
V = 0.15 m/s
0.15 m/s
d = 2 Pulg. d = 0.0508 m Perdida de carga en el lateral (hf1)
1 LV 2 hf l= Lo (m) 3 d∗2 g donde: Lo = Lo = L =
0.033 Para tuberia lateral 0.026 Para tuberia principal Longitud del dren en metros
V = g = L = hfl =
velocidad en Cm/s 9.81 m/s2 2.4 m 0.0006 m
0.0595969 cm
Perdida de carga en el canal principal (hfc) hfc =
0.0005 m
0.0508681 cm
Número de orificios en el lateral (no) no =
16 Orificios
Caudal en el orificio: qo =
0.0188 lps
Diámetro del orificio (do) : Vo =
0.2 m/s
do = do =
0.4302 0.5 Pulg.
Velocidad real del orificio (Vo):
V =1 . 974 . Vo =
Q D2
0.148 m/s
Perdida de carga en el orificio: hfo =
0.0029 m
0.2904632 cm
Perdida de carga en la entrada del lateral al canal principal (hf): hf = 0.0011 m 0.1117166 cm Perdida de carga en el drenaje (hf3): hf3 = 0.9 cm
0.3
Perdida de carga en la arena (hf1): Temperatura: Porosidad: Factor de forma: Coeficiente de uniformidad: Cu: u: Diametro efectivo : Altura del medio filtrante:
18 °C 0.43 0.75 1.5 1.3 0.25 1.2
ρ3 2 2 2 K=180.(0.72+0.028.T ). . f .u . d 2 (1−ρ ) K=
3.20331
hf1 =
0.11238 m
11.238379 cm
Perdida de carga en la grava (hf2): Caracteristicas similares a la arena eccepto el diametro efectivo. capa 1° 2° 3° 4° hf2 =
d (mm) 1.590 3.890 10.040 26.940
K 129.000 775.000 5166.600 37199.600
Espesor (m) 0.050 0.075 0.100 0.275
0.010 cm
Comprobación de perdidad de carga : hf1 + hf2 = hf3 =
0.9
C= C=
11.248
hf
3
hf 1 + hf
2
0.08001
0 . 05≤c≤0 . 10 correcto Tubería de desague (D):
hf (Cm) 0.010 0.000 0.000 0.000
Tiempo de vaciado: t= Volumen : V= Altura de agua : H= D = 0.14939 m D= 6 pulg. Tuveria de Rebose (D): D= 6 pulg.
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