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Caudal máximo Qt = 120.00 lt/s Coef. perdidas locales k = 2.
Temperatura t = 18.00 ºC Coef. rugosidad de Manning n = 0.
Bordo libre hl = 0.200 m Espesor muros divisorios em = 0.150 m
Número de tanques Nta = 2.000 Aceleración de gravedad g = 9.81 m/s²
Núm. Compartimientos NC = 3.
ESQUEMA DEL TANQUE FLOCULADOR
Velocidad de flujo V = 0.250 m/s Ancho de tramo del floc. B = 1.800 m
Tiempo de retención T = 7.00 min Profundidad de flujo h = 1.000 m
Espesor de pantallas e = 0.100 m
CÁLCULO TRAMO 1
1. CAUDAL POR TANQUE FLOCULADOR
Como son tanques paralelos, para cada tanque se tiene:
=> Q = 60.000 L/s
Profundidad total del tanque h = 1.000 m
Sí el bordo libre mínimo es: hl =^ m => H = 1.200 m
2. DIMENSIONAMIENTO DEL COMPARTIMIENTO
Volumen de agua => VC =^ 25.200 m³
DATOS COMPARTIMIENTO 1
CÁLCULO "TANQUE FLOCULADOR DE FLUJO HORIZONTAL"
Para una población se proyecta una planta de tratamiento de agua cruda, para lo cual es necesario diseñar
el Tanque Floculador considerando los siguientes datos:
DATOS GENERALES
El caudal calculado permitirá realizar el diseño de un tanque del floculador, para lo cual se tiene el siguiente
procedimiento:
V
Q A
H h hl
ta
t
N
Q
Q
VC Q * T
B B
BC
em
B
em
B
em
BC
B
em
B
BC
BT
em
Compartimiento 1
Tramo 1
Compartimiento 2 Compartimiento 3
Le
S
St
e
L
T
L
V
Le
PANTALLAS
MUROS
DIVISORIOS
Afluente Efluente
Le
Le
Área de los canales => A = 0.240 m²
Ancho de los canales
Sí la profundidad de flujo es: h = m => S = 0.240 m
Por lo tanto redondeando se tiene el ancho del canal igual a: S = 0.240 m
Distancia pantalla y pared => St =^ 0.360 m
Por lo tanto redondeando se tiene el ancho en las vueltas igual a: St =^ 0.360 m
Longitud efectiva del canal (recta)
Sí el ancho del tanque es: B^ =^ m y Le =^ 1.440 m
Longitud efectiva en las vueltas
Si el espesor de pantallas es: e = m y LV =^ 0.340 m
Número de tramos por compartimiento => NT =^ 2.000 m
Longitud total línea de flujo en el compartimiento Sí em = 0.150 m
=> LC =^ 105.00 m
Longitud total línea de flujo en el tramo
La longitud total será igual a: => L = 52.58 m
Número de canales en el tramo
Sí la longitud total de flujo es: =>
Por lo tanto, se tiene: N = 29.685 => N = 30.
Número de canales en el compartimiento
=> NC=^ 60.
Largo total del tramo
Si el espesor de las pantallas es: e^ =^ m => LT =^ 10.100 m
3. CORRECCIONES
Volumen real de agua en el tramo
=> Vo =^ 14.022 m³
Volumen real de agua en el compartimiento
=> VC = 28.044 m³
Tiempo de retención real en tramo => TT = 3.895 min
Tiempo de retención real en compartimiento
=> T = 7.790 min
Nota , Los canales se dispondrán en dos camadas (ida y vuelta), por tal razón el número de vueltas será
menor a dos que los tramos de canal, por lo tanto se debe cumplir:
St 1. 5 * S
h
A S
V
Q A
LV S e
Le B St
LT N * S e *^ N 1
LC V * T
m
T
C e
N
L
L
N C NT * N
S h
e V B L N e L
m o T e * * 2
Q
V
T
o T
T TT * NT
2
m e V
e L N L N L e V
m V
L L
e L L N
2
2
m e V
e L N L N L
VC NT * Vo
Por lo tanto redondeando se tiene el ancho en las vueltas igual a: St = 0.540 m
Longitud efectiva del canal (recta)
Sí el ancho del tanque es: B = (^) m y Le = 1.260 m
Longitud efectiva en las vueltas
Si el espesor de pantallas es: e = m y LV =^ 0.460 m
Número de tramos por compartimiento => NT =^ 2.000 m
Número de canales en el tramo, si el largo total es conocido y tiene la expresión:
Por lo tanto se tiene:
Sí LT =^ 10.100 m => N = 22.17 m
Por lo tanto redondeando el número de canales es: N = 23.
Número de canales en el compartimiento
En función al número de tramos, es: => NC= 46.
3. CORRECCIONES
Volumen real de agua en el tramo Sí el espesor de muros es de: em = 0.150 m
=> Vo =^ 15.435 m³
Volumen real de agua en el compartimiento
=> VC =^ 30.870 m³
Tiempo de retención real en tramo => TT =^ 4.288 min
Tiempo de retención real en compartimiento
=> T = 8.575 min
Longitud real de flujo en el tramo => L = 39.18 m
Longitud real de flujo en compartimiento => LC= 78.35 m
Velocidad de flujo real en tramo => V = 0.152 m/s
Pérdidas de carga local en tramo
Coeficiente de pérdidas de carga k^ =^ m => hL =^ 0.052 m
Pérdidas de carga por fricción
Radio hidráulico del canal de flujo => R = 0.153 m
Si el coeficiente re rugosidad es: n^ =^ m => hf =^ 0.002 m
Pérdida total de carga del tramo => hPt=^ 0.054 m
Nota , Los canales se dispondrán en dos camadas (ida y vuelta), por tal razón el número de vueltas será
menor a dos que los tramos de canal, por lo tanto se debe cumplir:
LV S e
Le B St
LT N * S e * N 1 S e
L e N
T
N C NT * N
*^1
2
N
g
V
hL k
L R
n V h (^) f *
2
2 / 3
S h
S h
P
A R 2 *
h (^) pt hf hL
S h
e V B L N e L
m o T e * * 2
Q
V T
o T
T TT * NT
2
m e V
e L N L N L
L C NT * L
TT
L V
VC NT * Vo
Pérdida total de carga en el compartimiento
=> hP =^ 0.108 m
Gradiente de velocidad
Sí la temperatura es: t^ =^ 18.00 ºC La viscosidad dinámica es: m = 0.0011 (N-s)/m²
El peso específico del agua para la temperatura indicada es igual a: g = 998.60 Kg/m³
Reemplazando valores en la ecuación del gradiente de velocidad se tiene: G = 44.125 (^) s
-
Caudal de flujo Q = 60.000 L/s Ancho de tramo del floc. B = 1.800 m
Velocidad de flujo V = 0.130 m/s Profundidad de flujo h = 1.000 m
Largo total del tramo LT =^ 10.100 m Espesor de pantallas e = 0.100 m
CÁLCULO TRAMO 2
1. CAUDAL POR TANQUE FLOCULADOR
Como son tanques paralelos, para cada tanque se tiene:
=> Q = 60.000 L/s
Profundidad total del tanque Sí h = 1.000 m
Sí el bordo libre mínimo es: hl = m => H = 1.200 m
2. DIMENSIONAMIENTO DEL COMPARTIMIENTO
Área de los canales => A = 0.462 m²
Ancho de los canales
Sí la profundidad de flujo es: h = (^) m => S = 0.462 m
Por lo tanto redondeando se tiene el ancho del canal igual a: S = 0.470 m
Distancia pantalla y pared => St =^ 0.705 m
Por lo tanto redondeando se tiene el ancho en las vueltas igual a: St =^ 0.710 m
Longitud efectiva del canal (recta)
Sí el ancho del tanque es: B = (^) m y Le = 1.090 m
Longitud efectiva en las vueltas
Si el espesor de pantallas es: e = m y LV =^ 0.570 m
Número de tramos por compartimiento => NT =^ 2.000 m
Número de canales en el tramo, si el largo total es conocido y tiene la expresión:
Por lo tanto se tiene:
Sí LT =^ 10.100 m => N = 17.89 m
Por lo tanto redondeando el número de canales es: N = 18.
Nota , Los canales se dispondrán en dos camadas (ida y vuelta), por tal razón el número de vueltas será
menor a dos que los tramos de canal, por lo tanto se debe cumplir:
DATOS COMPARTIMIENTO 3
T
h G
p
m
g
h p NT * hPt
St 1. 5 * S
h
A S
V
Q A
LV S e
H h hl
Le B St
ta
t
N
Q
Q
LT N * S e * N 1 S e
L e N
T
Pérdida de carga total en floculador hpT=^ 0.473 m
Volumen total de flujo en el floculador LTF=^ 243.39 m
Volumen total de agua en floculador VoT= 91.64 m³
RESUMEN DE CÁLCULO
Ancho tramo de comp. B = 1.800 m Ancho tramo de comp. B = 1.800 m
Ancho compartimiento BC=^ 3.750 m Ancho compartimiento BC=^ 3.
Largo tramo de comp. LT =^ 10.100 m Largo tramo de comp. LT =^ 10.100 m
Profundidad de flujo h = 1.000 m Profundidad de flujo h = 1.000 m
Altura floculador H = 1.200 m Altura floculador H = 1.200 m
Espesor pantallas e = 0.100 m Espesor pantallas e = 0.100 m
Ancho canales S = 0.240 m Ancho canales S = 0.360 m
Dist. pantalla-pared St = 0.360 m Dist. pantalla-pared St = 0.540 m
Núm. canales tramo N = 30.00 Núm. canales tramo N = 23.
Número de canales NC=^ 60.00 Número de canales NC=^ 46.
Tiempo de retención T = 7.790 min Tiempo de retención T = 8.575 min
Longitud de flujo LC= 106.27 m Longitud de flujo LC= 78.35 m
Velocidad de flujo V = 0.227 m/s Velocidad de flujo V = 0.152 m/s
Gradiente de vel. G = 80.252 (^) s
- Gradiente de vel. G = 44.125 (^) s -
Ancho tramo de comp. B = 1.800 m Caudal de flujo Q = 60.00 L/s
Ancho compartimiento BC=^ 3.600 m Ancho floculador BT =^ 11.55 m
Largo tramo de comp. LT =^ 10.100 m Longitud floculador LT =^ 10.100 m
Profundidad de flujo h = 1.000 m Profundidad de flujo h = 1.000 m
Altura floculador H = 1.200 m Bordo libre hl =^ 0.200 m
Espesor pantallas e = 0.100 m Altura floculador H = 1.200 m
Ancho canales S = 0.470 m Espesor pantallas e = 0.100 m
Dist. pantalla-pared St = 0.710 m Espesor muros div. em = 0.150 m
Núm. canales tramo N = 18.00 Núm. Compartimientos Nc =^ 3.
Número de canales NC=^ 36.00 Pérdida tot. de carga hpT=^ 0.47 m
Tiempo de retención T = 9.090 min Longitud total de flujo LTF=^ 243.39 m
Longitud de flujo LC= 58.77 m Volumen total de agua VoT= 91.64 m³
Velocidad de flujo V = 0.108 m/s Tiempo de retención TR =^ 25.46 min
Gradiente de vel. G = 26.528 (^) s
TANQUE FLOCULADOR
Corresponde a un tanque floculador, considerando que son dos tanques en paralelo, el otro tanque floculador
tendrá las misma dimensiones
COMPARTIMIENTO 3
COMPARTIMIENTO 1 COMPARTIMIENTO 2
iNT pT (^) i pi h h 0
iNC TF (^) i i
L L
0
iNC oT (^) i Ci
V V
0
