Diseño de una red de agua potable (DOTACION)

DOTACIóN DE AGUA
POTABLE
PARA LA POBLACIÓN DE “EL TAMBO”
INTEGRANTES
• Asitimbay Mishell
• Chango Alex
• Fernández Jorge
• Jiménez Alex
• Lozada Andrea
• Poaquiza Sebastián
GRUPO 4
OCTAVO “A”
Table of contents
01 Introduccion
02
Diseño del canal
Parshall
03 Diseño del Floculador
04
Diseño del Tanque
Sedimentador
05
Volumen de
almacenamiento
06
Diseño Geométrico y estructural del
tanque de almacenamiento
07 Ubicación del Tanque de Reserva
08 Distribución de la demanda
09 Cálculo del caudal en tránsito
10 Diámetro de las tuberías
11 Presiones en los nodos
12
13
Conclusiones
Referencias
El agua potable debe
cumplir con ciertos
parámetros físicos, químicos
y microbiológicos.
01 INTRODUCCIÓN
El tratamiento del agua
implica la eliminación de
compuestos volátiles,
seguido de la floculación de
impurezas, filtración y
desinfección con cloro
Una planta de tratamiento de
agua potable se encarga de
realizar la clarificación del agua
para mejorar su calidad física y
química, y además la
desinfección del agua
mediante la eliminación de
microorganismos patógenos
para hacerla segura para el
consumo
Diseño del Canal
de Parshall
Orden
de
cálculo
Característica Dimensión
Orden
de
cálculo
Característica Dimensión
1
Ancho de
Garganta (𝑊)
5.10 𝑐𝑚 10
Número de
Froude (𝑁𝑓)
1.65
2
Altura de
agua en la
sec c ión
Convergente
(𝐻𝑜)
0.2453 𝑚 11
Altura de
agua en el
resalto 𝐻3
0.20 𝑚
3
Ancho del
c anal en 𝐻𝑜
(𝐷′)
0.1597 𝑚 12
Veloc idad en
𝐻3 (𝑉3)
0.86
𝑚
𝑠
4
Veloc idad en
𝐻𝑜 (𝑉
𝑜)
0.22
𝑚
𝑠
13
Altura de
Agua en la
sec c ión de
salida (𝐻4)
0.179 𝑚
5
Caudal
espec ífic o en
la garganta
(q)
0.172
𝑚3
𝑠
14
Veloc idad en
la sec c ión de
salida (𝑉4)
0.36 𝑚/𝑠
6
Carga
hidráulic a
disponible en
la garganta
(𝐸0)
0.29 𝑚 15
Pérdida de
agua en el
resalto (h𝑓)
0.088 𝑚
7
Determinar la
altura en 𝐻2
0.10358 𝑚 16
Tiempo
mezc la en
resalto (𝑇2)
0.42 𝑠
8
Veloc idad en
𝐻2 (𝑣2)
1.66
𝑚
𝑠
17
Gradiente de
Veloc idad (𝐺)
1336.60 𝑆−1
9
Determinar la
sumergenc ia
en el c anal
Parshall (𝑆)
42.00 %
Mezc la rápida instantánea y
Floc ulac ión es automátic a
02
Diseño del
Floculador
Orden
de
cálculo
Característica Dimensión
Orden
de
cálculo
Característica Dimensión
1
Longitud del
recorrido total
del flujo (𝐿𝑇)
360 𝑚 8
Longitud útil
(𝐿𝑢)
2.85 𝑚
2
Volumen de la
cámara (𝑉)
15.78 𝑚3
9
Número de
pantallas o
canales (𝑛𝑝)
142 𝑝𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠
3
Área transversal
(𝐴𝑡)
0.04 𝑚2
10
Pérdidas de
energía por
fricción (ℎ𝑓𝑎 )
0.80 𝑚
4
Separación
entre tabiques
(𝑆𝑡)
0.10 𝑚 11
Pérdidas de
energía
Adicionales
(ℎ𝑓𝑎)
0.86 𝑚
5
Altura total del
tabique (HT)
2.00 𝑚 12
Pérdida total
de energía (H𝑓)
1.66 𝑚
6
Espacio libre
entre tabiques
y pared (𝑒𝑡𝑝)
0.15 𝑚 13
Gradiente
hidráulica (G)
0.76 𝑆−1
7
Ancho de la
cámara (B)
3.00 𝑚
Diseño del Tanque
Sedimentador
Datos
Qd= 8.761 l/ s
0.0088 m3/ s
V= 0.0011 m/ s
Orden
de
cálculo
Característica Dimensión
Orden
de
cálculo
Característica dimensión
1
Área
superficial(A)
8.00 m2 6
Altura máxima
del tanque (H)
1.70m
2
Ancho (B)
Longitud (L)
Altura (h)
1.30 m
6.20 m
1.50 m
7
Altura de agua
sobre el
vertedero (H')l
3.40 cm
3
Longitud total
(LT)
6.90 m 8
Área de los
orificios (Ao)
0.78 m2
4
Velocidad
Horizontal (VH)
1.01 m/ s 9
Número de
orificios (n)
177
5
Período de
retención (To)
1525 s 10
Altura de la
pantalla (hp)
0.90 m
Volumen de
Almacenamiento
Datos
Qm= 7.301 l/ s
0.0073 m3/ s
Pob= 3154 Hab
Diámetro 10 m
Característica dimensión
Volumen de regulación (R) 189.24 m3
Volumen contraincendios (Vi) 88.80 m3
Volumen de emergencia (VE) 47.31 m3
Volumen en planta de tratamiento
(VPT)
18.92 m3
Volumen muerto (Vmt) 23.56 m3
TOTAL 367.83 m3
Diseño Geométrico y Estructural del
Tanque de Almacenamiento
Coeficiente I
Coeficiente n
Diseño Geométrico y Estructural del
Tanque de Almacenamiento
Coeficiente z
Coeficiente Fa
Diseño Geométrico y Estructural del
Tanque de Almacenamiento
Diseño Geométrico y Estructural del
Tanque de Almacenamiento
Diseño Geométrico y Estructural del
Tanque de Almacenamiento – SAP 2000
Ubicación en planta y elevación del
tanque de reserva
Una vez obtenidas las curvas de nivel de la zona de estudio se logra determinar la
ubicación idónea para la planta, así como la elevación a la cual debe ser
colocada para que logre cumplir con las presiones mínimas y máximas
07
Ubicación en planta y elevación del
tanque de reserva
D= 10m
x=730826.25
y=9722138.05
EL: 2995 m.s.n.m
Distribución de la demanda por el
método de áreas
08
Distribución de la demanda por el
método de áreas
Cálculos de áreas comerciales y Residenciales
NODO 1
NODO 2
08
Distribución de la
demanda por el
método de áreas
Cálculos de caudal medio
08
Cálculo del
caudal en tránsito
Se determinó el caudal medio
que requiere cada nodo,
luego se definió cada uno de
los tramos de la red de
distribución y su respectivo
sentido de flujo tomando en
consideración las curvas de
nivel de la zona de estudio
09
40%
60%
50%
50%
40%
60%
60%
40%
50%
50%
50%
50%
E
N1
N2
N5
N4
N11
N11b
N11a
N13a
N13
N12
N6
N14a
N8
N3
N9
N10
N14
N7
[0.396]
[0.603]
[0.352]
[0.248]
[0.370]
[0.197]
[0.711]
[0.148]
[0.602]
[0.581]
[0.250]
[0.259]
[0.696]
[0.477]
[7.628]
[0.512]
[0.493]
[0.326]
[0.407]
[1.056]
H
Caudal en tránsito (tramos)
Cálculo del
caudal en tránsito
Comprobación
09
Determinación del diámetro de
las tuberías
10
Diámetros y longitudes sin hidrantes
Velocidades sin hidrantes
Presiones sin hidrantes
H
H
Colocación de hidrantes
Presiones con hidrantes
Velocidades con hidrantes
Diámetros finales
Velocidades con diámetros corregidos
Presiones con diámetros corregidos
COMPARACION DE DIÁMETROS
Diseño inicial Diseño final
H
H
v
v
v
v
Válvulas de purga
 El volumen de almacenamiento requerido
para una población futura de 3154
habitantes en el año 2050 durante el
tiempo de variaciones horarias de la red de
distribución es de 367. 83 m3, el cual
permitió independizar a la fuente, dotación
y captación.
CONCLUSIONES
12
 Se concluye que existe un flujo super crítico
en el diseño de la canaleta Parshall debido
a que el número de Froude obtenido 1.65
es mayor a 1.
 Se determino mediante el cálculo de la
demanda por el método de las áreas que
se requiere de 7.6283 l/s para abastecer la
zona de estudio localizada en el Tambo.
[1] E. Ordinola Saavedra, «Diseño de la Planta de Tratamiento de Agua
Potable para tres centros poblados del distrito de Ignacio
Escudero,» Piura, 2019.
[2] C. Idrovo, «Optimización de la planta de tratamiento de Uchupucún,»
UCUENCA, Cuenca, 2010.
REFERENCIAS
13
1 sur 34

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Diseño de una red de agua potable (DOTACION)

  • 1. DOTACIóN DE AGUA POTABLE PARA LA POBLACIÓN DE “EL TAMBO” INTEGRANTES • Asitimbay Mishell • Chango Alex • Fernández Jorge • Jiménez Alex • Lozada Andrea • Poaquiza Sebastián GRUPO 4 OCTAVO “A”
  • 2. Table of contents 01 Introduccion 02 Diseño del canal Parshall 03 Diseño del Floculador 04 Diseño del Tanque Sedimentador 05 Volumen de almacenamiento 06 Diseño Geométrico y estructural del tanque de almacenamiento 07 Ubicación del Tanque de Reserva 08 Distribución de la demanda 09 Cálculo del caudal en tránsito 10 Diámetro de las tuberías 11 Presiones en los nodos 12 13 Conclusiones Referencias
  • 3. El agua potable debe cumplir con ciertos parámetros físicos, químicos y microbiológicos. 01 INTRODUCCIÓN El tratamiento del agua implica la eliminación de compuestos volátiles, seguido de la floculación de impurezas, filtración y desinfección con cloro Una planta de tratamiento de agua potable se encarga de realizar la clarificación del agua para mejorar su calidad física y química, y además la desinfección del agua mediante la eliminación de microorganismos patógenos para hacerla segura para el consumo
  • 4. Diseño del Canal de Parshall Orden de cálculo Característica Dimensión Orden de cálculo Característica Dimensión 1 Ancho de Garganta (𝑊) 5.10 𝑐𝑚 10 Número de Froude (𝑁𝑓) 1.65 2 Altura de agua en la sec c ión Convergente (𝐻𝑜) 0.2453 𝑚 11 Altura de agua en el resalto 𝐻3 0.20 𝑚 3 Ancho del c anal en 𝐻𝑜 (𝐷′) 0.1597 𝑚 12 Veloc idad en 𝐻3 (𝑉3) 0.86 𝑚 𝑠 4 Veloc idad en 𝐻𝑜 (𝑉 𝑜) 0.22 𝑚 𝑠 13 Altura de Agua en la sec c ión de salida (𝐻4) 0.179 𝑚 5 Caudal espec ífic o en la garganta (q) 0.172 𝑚3 𝑠 14 Veloc idad en la sec c ión de salida (𝑉4) 0.36 𝑚/𝑠 6 Carga hidráulic a disponible en la garganta (𝐸0) 0.29 𝑚 15 Pérdida de agua en el resalto (h𝑓) 0.088 𝑚 7 Determinar la altura en 𝐻2 0.10358 𝑚 16 Tiempo mezc la en resalto (𝑇2) 0.42 𝑠 8 Veloc idad en 𝐻2 (𝑣2) 1.66 𝑚 𝑠 17 Gradiente de Veloc idad (𝐺) 1336.60 𝑆−1 9 Determinar la sumergenc ia en el c anal Parshall (𝑆) 42.00 % Mezc la rápida instantánea y Floc ulac ión es automátic a 02
  • 5. Diseño del Floculador Orden de cálculo Característica Dimensión Orden de cálculo Característica Dimensión 1 Longitud del recorrido total del flujo (𝐿𝑇) 360 𝑚 8 Longitud útil (𝐿𝑢) 2.85 𝑚 2 Volumen de la cámara (𝑉) 15.78 𝑚3 9 Número de pantallas o canales (𝑛𝑝) 142 𝑝𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 3 Área transversal (𝐴𝑡) 0.04 𝑚2 10 Pérdidas de energía por fricción (ℎ𝑓𝑎 ) 0.80 𝑚 4 Separación entre tabiques (𝑆𝑡) 0.10 𝑚 11 Pérdidas de energía Adicionales (ℎ𝑓𝑎) 0.86 𝑚 5 Altura total del tabique (HT) 2.00 𝑚 12 Pérdida total de energía (H𝑓) 1.66 𝑚 6 Espacio libre entre tabiques y pared (𝑒𝑡𝑝) 0.15 𝑚 13 Gradiente hidráulica (G) 0.76 𝑆−1 7 Ancho de la cámara (B) 3.00 𝑚
  • 6. Diseño del Tanque Sedimentador Datos Qd= 8.761 l/ s 0.0088 m3/ s V= 0.0011 m/ s Orden de cálculo Característica Dimensión Orden de cálculo Característica dimensión 1 Área superficial(A) 8.00 m2 6 Altura máxima del tanque (H) 1.70m 2 Ancho (B) Longitud (L) Altura (h) 1.30 m 6.20 m 1.50 m 7 Altura de agua sobre el vertedero (H')l 3.40 cm 3 Longitud total (LT) 6.90 m 8 Área de los orificios (Ao) 0.78 m2 4 Velocidad Horizontal (VH) 1.01 m/ s 9 Número de orificios (n) 177 5 Período de retención (To) 1525 s 10 Altura de la pantalla (hp) 0.90 m
  • 7. Volumen de Almacenamiento Datos Qm= 7.301 l/ s 0.0073 m3/ s Pob= 3154 Hab Diámetro 10 m Característica dimensión Volumen de regulación (R) 189.24 m3 Volumen contraincendios (Vi) 88.80 m3 Volumen de emergencia (VE) 47.31 m3 Volumen en planta de tratamiento (VPT) 18.92 m3 Volumen muerto (Vmt) 23.56 m3 TOTAL 367.83 m3
  • 8. Diseño Geométrico y Estructural del Tanque de Almacenamiento Coeficiente I Coeficiente n
  • 9. Diseño Geométrico y Estructural del Tanque de Almacenamiento Coeficiente z Coeficiente Fa
  • 10. Diseño Geométrico y Estructural del Tanque de Almacenamiento
  • 11. Diseño Geométrico y Estructural del Tanque de Almacenamiento
  • 12. Diseño Geométrico y Estructural del Tanque de Almacenamiento – SAP 2000
  • 13. Ubicación en planta y elevación del tanque de reserva Una vez obtenidas las curvas de nivel de la zona de estudio se logra determinar la ubicación idónea para la planta, así como la elevación a la cual debe ser colocada para que logre cumplir con las presiones mínimas y máximas 07
  • 14. Ubicación en planta y elevación del tanque de reserva D= 10m x=730826.25 y=9722138.05 EL: 2995 m.s.n.m
  • 15. Distribución de la demanda por el método de áreas 08
  • 16. Distribución de la demanda por el método de áreas Cálculos de áreas comerciales y Residenciales NODO 1 NODO 2 08
  • 17. Distribución de la demanda por el método de áreas Cálculos de caudal medio 08
  • 18. Cálculo del caudal en tránsito Se determinó el caudal medio que requiere cada nodo, luego se definió cada uno de los tramos de la red de distribución y su respectivo sentido de flujo tomando en consideración las curvas de nivel de la zona de estudio 09
  • 20. Cálculo del caudal en tránsito Comprobación 09
  • 21. Determinación del diámetro de las tuberías 10
  • 22. Diámetros y longitudes sin hidrantes
  • 31. COMPARACION DE DIÁMETROS Diseño inicial Diseño final
  • 33.  El volumen de almacenamiento requerido para una población futura de 3154 habitantes en el año 2050 durante el tiempo de variaciones horarias de la red de distribución es de 367. 83 m3, el cual permitió independizar a la fuente, dotación y captación. CONCLUSIONES 12  Se concluye que existe un flujo super crítico en el diseño de la canaleta Parshall debido a que el número de Froude obtenido 1.65 es mayor a 1.  Se determino mediante el cálculo de la demanda por el método de las áreas que se requiere de 7.6283 l/s para abastecer la zona de estudio localizada en el Tambo.
  • 34. [1] E. Ordinola Saavedra, «Diseño de la Planta de Tratamiento de Agua Potable para tres centros poblados del distrito de Ignacio Escudero,» Piura, 2019. [2] C. Idrovo, «Optimización de la planta de tratamiento de Uchupucún,» UCUENCA, Cuenca, 2010. REFERENCIAS 13