diseño de desarenadores
DESCRIPTION
Diseño de DesarenadoresTRANSCRIPT
![Page 1: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/1.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORESElaborado por.
Manuel García-Naranjo B.
![Page 2: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/2.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Elaborado por:
Manuel E. Garcia-Naranjo B.
Agosto 2015
![Page 3: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/3.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Desarenador C.H. Pablo Boner - Matucana
![Page 4: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/4.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
DEFINICION Y FUNCION
Los desarenadores son obras hidráulicas que tienen por finalidadpropiciar la decantación (o sedimentación) y garantizar luego laremoción (o evacuación) de las partículas sólidas que hayaningresado a través de una obra de captación o que estén siendoconducidas a lo largo de un canal de conducción.
En el proyecto de centrales hidroeléctricas, el empleo dedesarenadores es esencial, pues debe garantizarse que el agua quecircula por la(s) tubería forzada(s) y que acciona luego la(s)turbina(s) se encuentra libre de la presencia de partículas sólidasque pudieran originar su rápido desgaste o deterioro.
![Page 5: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/5.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Solo cuando el agua que aprovecha una central hidroeléctrica escaptada de un reservorio de almacenamiento, puede obviarse elempleo de un desarenador, pues en este caso el embalse cumplelas funciones de esta estructura.
Un desarenador evita los siguientes efectos desfavorables en lasestructuras o elementos de una C.H.:
• Deposición de sedimentos a lo largo del canal de conducción dela central, con el consiguiente aumento de la rugosidad,disminución de la sección efectiva y de la capacidad deconducción.
![Page 6: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/6.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
• Rápida colmatación de la cámara de carga que antecede a la(s)tubería forzada(s) en el caso de centrales con canal de aducción.
• Deterioro de la conducción forzada por efecto abrasivo de lacorriente
• Desgaste acelerado de la(s) turbina(s) dispuestas en la casa demáquinas, lo cual trae consigo paralizaciones de la C.H. paraefectuar reparaciones y reemplazos que demandan tiempo y queademás, tienen elevado costo.
![Page 7: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/7.jpg)
Desarenador C.H. Carhuaquero
DISEÑO DE DESARENADORES
![Page 8: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/8.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
CLASIFICACION
Los desarenadores pueden clasificarse atendiendo a tres criterios:
a) En función a su operación:
• Desarenadores de purga continua, aquellos en los que las partículasdecantadas son inmediatamente removidas y evacuadas por unpermanente caudal de lavado, que evita que éstas quedendepositadas en el desarenador.
• Desarenadores de purga discontinuos o intermitente, aquellos enlos que los sedimentos decantados se almacenan temporalmenteen la(s) nave(s) de desarenación, para luego ser removidos yevacuados mediante operaciones de purga que se efectúanperiódicamente.
![Page 9: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/9.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
b) En función a la velocidad de escurrimiento:
• De baja velocidad, cuando la velocidad media de la corrienteen el desarenador se encuentra entre 0.20 y 0.60 m/s. Estosdesarenadores garantizan la remoción de partículas finas.
• De alta velocidad, cuando la velocidad media de la corriente enel desarenador se encuentra entre 0.60 y 1.50 m/s. Estosdesarenadores solo garantizan la remoción de partículasmedias o gruesas de material.
![Page 10: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/10.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
c) Por la disposición de las naves de desarenación:
• En serie: desarenadores conformados por dos o más depósitosconstruidos uno a continuación del otro.
• En paralelo, desarenadores conformados por dos o másdepósitos distribuidos paralelamente y diseñados para quecada uno de ellos opere con una fracción del caudal totalderivado para la C.H.
![Page 11: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/11.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
ELEMENTOS DE UN DESARENADOR
Los elementos básicos de un desarenador son los siguientes:
• Transición de entrada
• Cámara de sedimentación
• Vertedero
• Sistema o compuerta de purga
• Canal directo o by-pass
![Page 12: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/12.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
TRANSICION DE ENTRADA:
Une el canal con la nave de desarenación propiamente dicha. Latransición debe ser proyectada de la mejor forma posible, pues laeficiencia de la sedimentación depende de la uniformidad de lavelocidad en la sección transversal.
Para el diseño de la transición de entrada se recomienda que elángulo de convergencia medido a nivel de la superficie libre nosupere los 12.5. En tal sentido, la longitud requerida de latransición puede determinarse mediante la siguiente fórmula:
![Page 13: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/13.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
𝐿𝑇 =𝐵𝑑𝑒𝑠 − 𝐵𝑐𝑎𝑛
2t an12.5donde:
LT – longitud de la transición
Bdes – ancho del desarenador a nivel de la superficie libre
Bcan – ancho del canal a nivel de la superficie libre
![Page 14: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/14.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
CÁMARA DE SEDIMENTACIÓN
Es la nave en la que las particular sólidas decantan debido a ladisminución de la velocidad de flujo producida por el aumento dela sección transversal. En el diseño hidráulico de la cámara desedimentación normalmente se sigue el siguiente procedimiento:
• Diámetro de diseño del desarenador: debe seleccionarse demodo de garantizar que toda partícula mayor o igual aldiámetro de diseño adoptado quede retenida de maneraefectiva por la(s) nave(s) de desarenación.
![Page 15: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/15.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
En el caso de centrales hidroeléctricas, el diámetro de diseñousualmente se selecciona de acuerdo a la altura de caída de lacentral. Así, se tiene los siguientes valores sugeridos deldiámetro de diseño (d) en función de la altura de caída (H):
H = 100 – 200 m d = 0.6 mm
H = 200 – 300 m d = 0.5 mm
H = 300 – 500 m d = 0.3 mm
H = 500 – 1000 m d = 0.1 mm
H > 1000 m d = 0.05 mm
![Page 16: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/16.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
El diámetro de diseño también puede ser seleccionado enfunción al tipo de turbina a utilizar. En este caso, se tiene:
Turbina Kaplan: 1 – 3 mm
Turbina Francis: 0.3 a 1 mm
Turbina Pelton: 0.1 a 0.3 mm
![Page 17: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/17.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
• Velocidad de flujo en el desarenador:
La velocidad media de flujo que debe prevalecer en el desarenadorpara garantizar la decantación de las partículas sólidas está dadapor la siguiente ecuación:
𝑉𝑐𝑚
𝑠= 𝑎 𝑑(𝑚𝑚)
Los valores de “a” dependen del diámetro de diseño y son lossiguientes:
Para d > 1 mm a = 36
Para 0.1 < d < 1 mm a = 44
Para d < 0.1 mm a = 51
![Page 18: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/18.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Cabe observar que conocido el caudal que circulará por la navede desarenación y definida la velocidad de flujo, es posibledeterminar el área que debe tener la sección flujo: A = Q / V.
Por otra parte, si se toma en cuenta que normalmente larelación ancho vs altura (B vs H) útil del desarenador seencuentra entre 2 y 3, una vez determinada el área es posiblehallar la altura.
Así, si por ejemplo:
B = 2.5H A = 2.5 H2, de donde: 𝐻 =𝐴
2.5
0.5
![Page 19: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/19.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Se recomienda que la altura útil de un desarenador seencuentre entre 1.5 m y 4 m. Si al efectuar los cálculos sedeterminara un valor de H mayor a 4 m, es recomendabledistribuir el caudal total en un número mayor de naves dedesarenación.
Con el objeto de facilitar el lavado concentrando las partículashacia el centro del desarenador conviene que el fondo de lasección transversal no sea horizontal sino que tenga unainclinación hacia el centro de la sección. La pendientetransversal usualmente escogida es 1:5 a 1:8 : 1 (H:V).
![Page 20: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/20.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Vista de nave de sedimentación de desarenador. Obsérvese la inclinación del fondo hacia la parte central.
![Page 21: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/21.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
• Longitud del Desarenador
La longitud que debe tener el desarenador para garantizar la decantación de la partícula de diseño o cualquier partícula de mayor tamaño, se obtiene a partir de la siguiente relación:
L = V H / w
donde:
V – velocidad media de flujo en el desarenador
H – altura útil del desarenador (usualmente H = 1.5 a 4 m)
w – velocidad de sedimentación
![Page 22: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/22.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
La velocidad de sedimentación, en medios en reposo, puededeterminarse mediante la aplicación de los siguientes métodos:
a) Tabla de Arkangelski:
Proporciona directamente el valor estimado de la velocidad desedimentación, a partir del tamaño de partícula:
![Page 23: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/23.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Tabla de Arkangelski
![Page 24: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/24.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
b) Experiencias de Sellerio:
Se presentan en el siguiente gráfico, el cual permite igualmentehallar la velocidad de sedimentación en función del tamaño departícula.
![Page 25: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/25.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Cabe señalar que, debido a la naturaleza gráfica del método yal hecho de comprender esencialmente tamaños de partículamayores (0.5, 1.0, 1.5 mm), la precisión para tamaños departícula menores (como son los correspondientes al diámetrode diseño de un desarenador) no es suficientemente buena.
c) Experiencias de Sudry: se sintetizan en el nomogramasiguiente que permite calcular la velocidad de sedimentación w(en m/s) en función del diámetro (en mm) y del peso específicodel agua (w en gr/cm3).
![Page 26: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/26.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Experiencias de Sudry
![Page 27: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/27.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Cabe señalar que, al igual que el método de Sellerio, elplanteamiento de Sudry - al comprender esencialmentetamaños de partícula mayores - no presenta una adecuadaprecisión para el rango de partículas que usualmente seconsidera en el caso de desarenadores.
d) La fórmula de Scotti-Folglieni: se expresa como:
𝑤 = 3.8 𝑑 + 8.3 𝑑
donde:
w - velocidad de sedimentación, en m/s
d - diámetro de la partícula, en m
![Page 28: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/28.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
e) Gráfica de Albertson:
La gráfica de Albertson permite encontrar la velocidad desedimentación en función de tres variables: tamaño departícula, factor de forma (que toma en cuenta la forma de laspartículas sólidas prevalecientes) y la temperatura del agua (locual tiene incidencia en la viscosidad del fluido).
Cabe indicar que para partículas provenientes del cuarzo,usualmente se considera un factor de forma (s.f.) igual a 0.7
![Page 29: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/29.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Gráfica de Albertson
![Page 30: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/30.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
f) Fórmula de Owens:
La fórmula de Owens se expresa mediante la siguiente
relación: 𝑤 = 𝑘 𝑑 𝜌𝑆 − 1
donde:
w – velocidad de sedimentación, en m/s
d – diámetro de la partícula, en m
S – peso específico del material, en g/cm3
![Page 31: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/31.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
k – constante que varía de acuerdo con la forma y naturalezade los granos. Los valores sugeridos de k se muestran en elsiguiente cuadro:
![Page 32: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/32.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
g) Método de la fuerza de arrastre de
esferas:
En este caso, se hace uso de la fórmula:
donde:
wo – velocidad de sedimentación de la
partícula en un medio en reposo
- densidad relativa sumergida: ∆ =ρS− ρw
ρw
D – diámetro de la partícula de diseño
D
oC
gDw
3
4
![Page 33: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/33.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Gráfica del Coeficiente de
Arrastre de Esferas
![Page 34: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/34.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
h) Ley de Stokes:
Puede aplicarse para el caso de partículas esféricas pequeñas(D < 50m) y un número de Reynolds bajo (Re < 1).
Bajo estas condiciones, el coeficiente CD del método delcoeficiente de arrastre de esferas está dado por: CD = 24/Re.Con ello, la velocidad de sedimentación resulta igual a:
donde cada uno de los términos tiene el significado usual.
18
2gDwo
![Page 35: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/35.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Las velocidades de sedimentación determinadas porcualquiera de los métodos anteriores (wo), deben sercorregidas para tomar en cuenta la turbulencia de lacorriente, pues si bien la velocidad de flujo en un desarenadores baja, de todos modos el medio fluido no se encuentra enreposo.De este modo, el valor de la velocidad de sedimentación () autilizar en el cálculo de la longitud del desarenador (L) debeconsiderar la corrección dada por alguno de los siguientescriterios:
![Page 36: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/36.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
• En función de la velocidad: = o – 0.04 V• De acuerdo al método de Sokolov: = o - 0.152 o
• Según Eghiazaroff: 𝜔 =𝜔0
5,7+2.3 𝐻
• Según Bestelli y Levin: Levin plantea la siguiente reducción de velocidad: = o - Vdonde el coeficiente es propuesto por Bestelli y se obtiene a partir de la siguiente relación:
∝ =0.132
𝐻
![Page 37: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/37.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Cabe también indicar que, alternativamente, en el caso dedesarenadores de baja velocidad, se puede corregir lalongitud del desarenador calculada en base a la velocidadteórica de sedimentación en medio en reposo, haciendo usode un coeficiente K, el cual se selecciona en base a lavelocidad de escurrimiento.
De esta manera, 𝐿 = 𝐾𝑉 𝐻
𝜔0
donde K se obtiene de la siguiente tabla:
![Page 38: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/38.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Factor de amplificación para el cálculo de la longitud del desarenador, determinada en función a la velocidad de
sedimentación de las partículas en reposo
![Page 39: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/39.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Criterio Estándar para el Diseño de Desarenadores para PCH enel Ambito RuralCabe indicar la existencia de un criterio estándar dedimensionamiento de desarenadores para pequeñas centraleshidroeléctricas (PCH) a ser proyectadas en el ámbito rural. Elplanteamiento fue formulado en los años ´80 por Tsuguo Nozaki,experto japonés que durante varios años desempeñó la labor deasesor de ElectroPerú para propósitos energéticos.De acuerdo con esta metodología estándar, se tiene:
![Page 40: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/40.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Planta de Desarenador Típico:
![Page 41: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/41.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Elevación y Secciones de Desarenador Típico:
![Page 42: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/42.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Dimensionamiento del desarenador
estándar en función del caudal
de diseño
![Page 43: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/43.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
VERTEDEROAl final de la cámara de desarenación se dispone un vertederosobre el cual pasa el agua limpia hacia el canal de conducciónque conducirá el caudal hacia la casa de máquinas. El vertederodebe operar con descarga libre y se recomienda que la velocidadno supere 1 m/s, por lo que la carga sobre el vertedero no debeser mayor a 25 cm.El caudal sobre el vertedero se determina con la fórmula:
𝑄 = 𝐶 𝐿 𝐻3/2
![Page 44: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/44.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
donde:Q – caudal, en m3/sC – coeficiente de descarga:
C = 1.84 en el caso de cresta aguda yC = 2.0 para el caso de perfil Creager
L – longitud de la cresta, en mH – carga sobre la cresta del vertedero, en m
![Page 45: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/45.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
SISTEMA O COMPUERTA DE PURGASirve para desalojar los materiales depositados en el fondo deldesarenador. Para facilitar el movimiento de los sedimentoshacia la compuerta de purga, normalmente se le da al fondo deldesarenador una pendiente comprendida entre el 2% y 6%. Lasdimensiones de la compuerta de purga deben ser calculadasconsiderando que, para una purga eficiente, la velocidad dedescarga debe estar comprendida entre 3 y 5 m/s.
![Page 46: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/46.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Hay que asegurarse que el fondo de la compuerta de purga seencuentre en un cota suficientemente alta respecto del puntode descarga final en el río, asegurando que la pendientelongitudinal sea suficiente para para obtener una velocidad deflujo capaz de arrastrar los sedimentos. Muchas veces estacondición, además de otras posibles de índole topográfica,impide colocar el desarenador inmediatamente después de latoma, que es la ubicación ideal, obligando a desplazarlo aguasabajo en el canal.
![Page 47: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/47.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Dimensionamiento de la compuerta de purga:Suponiendo una compuerta cuadrada de lado l, el área será:A = l2. La compuerta funcionará hidráulicamente como unorificio, siendo su ecuación:
𝑄 = 𝐶𝑑 𝐴𝑜 2 𝑔 𝐻
![Page 48: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/48.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
donde:Q - caudal a descargar por el orificioCd - coeficiente de descarga; Cd = 0.60 para orificios de pareddelgadaAo - área del orificio, en este caso igual al área A de lacompuertaH - carga sobre el orificio, medido desde la superficie libre delagua hasta el centro del orificiog - aceleración de la gravedad, 9.81 m/s2
![Page 49: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/49.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Cálculo de la velocidad de salida:La velocidad de salida se determina mediante la relación:
V = Q/Aodonde:V - velocidad de salida por la compuerta. Debe estar comprendidaentre 3 y 5 m/s, para asegurar una purga eficiente y por otro lado,prevenir cualquier efecto erosivo en el concreto, el cual puedeempezar a producirse con velocidades por encima de 6 m/sQ - caudal descargado por la compuertaAo - área del orificio, en este caso igual al área A de la compuerta
![Page 50: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/50.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
SISTEMA DE PURGA DE LOS DESARENADORESLos sistema de purga de los desarenadores normalmenteempleados son los siguientes:• Büchi• Dufour• Bieri
![Page 51: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/51.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
• Sistema Convencional Büchi:
En este caso, el desarenador consiste de una o más naves
de decantación longitudinal, que tienen la suficiente
longitud (ver sección previa) para garantizar la retención y
decantación de las partículas sólidas.
Los sedimentos se depositan en el fondo del desarenadory son purgados cuando se abre la compuerta de purga.
![Page 52: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/52.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
![Page 53: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/53.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
• Sistema de Purga Dufour:
En este caso, el desarenador se dispone una rejilla
horizontal que atrapa los sedimentos, previniendo sueventual retorno.
![Page 54: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/54.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
• Sistema de Purga Bieri:El sistema de purga Bieri asegura la producción de energíadurante el procedimiento de purga.Los sedimentos depositados en el desarenador son purgadosverticalmente a través de aberturas que conducen la descargahacia el canal de purga y de vuelta al río. De este modo, elvolumen de agua para purga es reducido al mínimo posible.La disposición de sensores permite una operacióncompletamente automática.
![Page 55: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/55.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
![Page 56: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/56.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
![Page 57: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/57.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Operación del desarenador Bieri
![Page 58: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/58.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
CANAL DIECTO ó BY-PASSEs aquel por el cual se mantiene el servicio mientras la navedesarenación se encuentra en limpieza o mantenimiento. Lapurga de un desarenador normalmente se efectúa en un tiempocorto, pero, si por razones de inspección o mantenimiento esnecesario vaciar la cámara del desarenador, el canal directo o by-pass permite que el servicio de la C.H. no se suspenda.En el caso que el desarenador tenga dos o más naves dedesarenación, el canal directo ya no se requiere, pues una de lasnaves trabaja con el caudal total mientras la otra se encuentrafuera de servicio.
![Page 59: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/59.jpg)
DISEÑO DE DESARENADORES
Vista de desarenador
incluyendo canal directo ó by-pass
![Page 60: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/60.jpg)
![Page 61: Diseño de Desarenadores](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012313/563db799550346aa9a8c8b1b/html5/thumbnails/61.jpg)