CALCULO HIDRAULICO PARA EL DISEÑO DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLECASERIO CUCHIC

1) Calculo de Población Futura:

Donde: Población actual: Pa= 672 habCoeficiente vegetativo: r= 2.40 %Número de años para el futuro: t= 20 años

Poblacion Futura: Pf= 995 hab

2) Determinación del Qmh (Caudal Máximo Horario):

Primeramente determinamos el Qm:

Donde: Población futura: Pf= 995 habDotación: Dot= 50 lt/hab/día

Consumo Medio: Qm= 0.58 lt/sQm= 0.72 lt/s *20% de pérdidas

Hallamos el Qmh:

Coeficiente según reglamento: K2= 2.0

Consumo Máximo Horario: Qmh= 1.44 lt/s

Hallamos el Qmd:

Coeficiente según reglamento: K1= 1.3

Consumo Máximo Diario: Qmd= 0.94 lt/s

Usamos el el Método de crecimiento vegetativo: de las poblaciones (usado por el Ministerio de Salud) para proyectos de crecimientos en zonas rurales, cuya expresión matemática es:

Pf Pa(1 r t)

mPf DotQ86400

2Qmh k Qm

1Qmd k Qm

DISEÑO DE CAPTACION EN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADO

Datos de la Fuente:Gasto Máximo de la Fuente: Qmax= 1.40 lts./seg.Gasto Mínimo de la Fuente: Qmin= 1.00 lts./seg.

Gasto Máximo Diario: Qmd= 0.94 lts./seg.

1. Cálculo de la distancia en el punto de afloramiento y la cámara húmeda (L).

Es necesario conocer la velocidad de pase y la pérdida de carga sobre el orificio de salida.

Donde:

0.80

g: Aceleración de la graveddad 9.81

0.40 m

V = 2.24 m/s (en la entrada a la tubería)

Se recomienda valores menores o iguales a 0.60 m/seg.

0.50 m/s

0.020 m

0.38 m

1.27 m

2. Ancho de la pantalla (b)

Cáculo del diámetro de la tubería de entrada (D)

Sabemos que:

A = 0.0035 m2

D = 0.0668 m

D = 2 3/5 ''

Como el diámetro calculado es mayor que el diámetro máximo recomendado de 2'', se asume

D = 1 1/2 ''

Cálculo del número de orificios (NA)

NA = 4.00 4

El valor de la velocidad (V) es: V = Cd * [ 2gho ]1/2

Cd: Coeficiente de descarga, (valores entre 0.60 a 0.80), asumiremos

m/seg2

ho: Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomienda valores de 0.40 a 0.50m), asumiremos

Se asume V:

Perdida de carga en el orificio: ho = 1.56 V2 / 2g =

Hf = H - ho =

Donde Hf es la pérdida de carga que servirá para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captación (L):

Siendo: Hf = 0.30 / L, se tiene

L = Hf / 0.30 =

A = Qmáx / Cd * V

El diámetro del orificio será definido mediante: D = [ 4 A / Π]1/2

NORIFICIOS = (ADIAMETRO CALCULADO / ADIAMETRO ASUMIDO) + 1

NORIFICIOS = (DC / Da)2 + 1

, asumiéndose NA =

Cálculo del ancho de la pantalla (b)

Conocido el número de orificios y el diámetro de la tubería de entrada se calcula el ancho de la pantalla (b)

b = 9 D + 4 NA * D

b = 95.25 cm.

Para el diseño se asume una sección interna de la cámara húmeda de: 1.00 x 1.10 m

4 orificios

……….

6D=24 cmD=4 cm

3D=12.1 cmD=4 cm D=4 cm

3D=12.1 cmD=4 cm

6D=24 cm

b=100 cm

A : Se considera una altura mínima de 10 cm, que permite la sedimentación de la arena.

B : Se considera el diámetro de salida.

H : Altura de agua sobre la canastilla.

Donde: Caudal máximo diario: 0.000936

Area de la tuberia de salida: A = 0.001140

Por tanto: Altura calculada: H = 0.053556396Se recomienda una altura mínima de H = 30 cm.

D : Desnivel mínimo entre el nivel de ingresp del agua del afloramiento y el nivel de agua de la cámara húmeda (mínimo 5 cm).

E : Borde libre (mínimo 30 cm).

Se tiene:A = 10.00 cm.B = 6.60 cm.

H = 30.00 cm.D = 10.00 cm.

E = 25.00 cm. 81.60 cm.

Para el diseño se considera una altura de: 0.80 m

4. Dimensionamiento de la canastilla

3. Altura de la cámara húmeda (Ht)

Para determinar la altura de la cámara húmeda (Ht) se utilizará la ecuación: Ht = A + B + H + D + E

H = 1.56 * V2 / 2g = 1.56 * Qmd2 / 2gA2

Qmd =

Reemplazando los valores identificados, la altura Hf es:

Hf =

Hf =

E

A

B

H

D

3 pulg

L= 3.00 x 1.50 = 4.5 pulg = 11.43 cmL= 6.00 x 1.50 = 9 pulg = 22.86 cm

Asumimos: L= 20.0 cm

Siendo las medidas de las ranuras: Ancho de la ranura= 5 mm (medida recomendada)Largo de la ranura= 7 mm (medida recomendada)

Siendo el área de la ranura: Ar= 35 mm2 = 0.0000350

Siendo: Area seccion tuberia de salida: 0.0011401

0.0022802

Donde: Diámetro de la granada: 3 pulg = 7.62 cm

L= 20.0 cm

0.0239389

Por consiguiente: OK!

Determinar el número de ranuras:

65

4) Calculo de Rebose y Limpia:

La tubería de rebose y limpia tienen el mismo diámetro y se calculan mediante la siguiente ecuación:

Donde: Gasto máximo de la fuente: 1.40 l/s

Perdida de carga unitaria en m/m: 0.015 m/m (valor recomendado)

Diámetro de la tubería de rebose: 1.949 pulg.

Asumimos un diámetro comercial: 2 pulg.

Cono de rebose de: 2 x 2 pulg.

El diámetro de la canastilla debe ser dos veces el diametro de la linea de conducción: Dcanastilla = 2 Da

Dcanastilla =

Se recomienda que la longitud de la canastilla sea mayor a 3Da y menor que 6Da:

m2

Debemos determinar el área total de las ranuras: ATOTAL = 2 Ac

Ac = Π Dc2 / 4 = m2

ATOTAL = 2 Ac = m2

El valor de ATOTAL debe ser menor que el 50% del área lateral de la granada (Ag)

Ag = 0.5 * Dg * L

Dg =

Ag = m2

ATOTAL < Ag

NRANURAS = ATOTAL DE RANURA / AREARANURA NRANURA =

Dr = 0.71 x Q0.38 / hf0.21

Qmax =

hf =

Dr =

Dr =