Post on 07-Feb-2018
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
1/44
PROYECTO: Plantas FiME para agua potable en pequeas comunidades
DATOS GENERALES
Poblacin Inicial (Po) 487 hab
Periodo de diseo (t) 20 aos
Indice de Crecimiento (i) 2.5 %
METODOS DE CALCULO
PERIODO PROM
t (aos) (hab)0 4875 55010 61915 69620 78030 982
RESULTADOS
Poblacion Futura (Pf) 798 hab
PROYECTO: Plantas FiME para agua potable en pequeas comunidades
Dotacion inicial media referencial .- 120 lt/hab/da
Zona del Proyecto: LlanosPoblacin (Hab) : 500 a 2000 habitantes
DATOS GENERALES
Dotacin Inicial (Di) 120 lt/hab/da
Incremento Anual de Consumo (d) 0 %
Periodo de Diseo (n) 20 aos
Caculo del Caudal de Diseo Segn la NB 689Norma Tecnica de Diseo Para Sistemas de Agua Potable
7128121071852
487548609670
1022798
626
CALCULO DE LA DOTACIN DE AGUA POTABLE
623705
487
731
METODOS DE CALCULO (hab)
ARITMETICO GEOMETRICO WAPPAUS487551 552
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
2/44
CALCULOS
RESULTADOS
Dotacin Futura (Df) 120.00 lt/hab/da
PROYECTO: Plantas FiME para agua potable en pequeas comunidades
DATOS GENERALES
Poblacin Futura (Pf) 798 hab
Dotacin Futura (Df) 120.00 lt/hab/da
Coeficiente de Variacin Diaria (k1) 1.2
Coeficiente de Variacin Horaria (k2) 2.2
CALCULOS
PERIODO Pf Df Aos hab t/hab/d
1 487 1205 550 120
10 619 12015 696 12020 780 120
30 982 120
RESULTADOS
Qm DIARIO 1.11 lt/seg
3.60
2.022.272.552.86
lt/seg0.68 1.79
1.36
0.810.921.031.161.30
1.64
120.00
1.08
lt/seg lt/seg
0.760.860.97
Qm DIARIO Qmax DIARIO Qmax HORARIO
30 120.00
CALCULO DEL CONSUMO DE AGUA POTABLE
2015 120.00
5 120.0010 120.00
1 120.00
PERIODO DE DISEODOTACIN
FINAL
(aos) (lt/hab/da)
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
3/44
Qmax DIARIO 1.33 lt/seg
Qmax HORARI 2.93 lt/seg
Caudal Aforado en Campo: Qmax Diario
Fecha de aforo:Hora: 10:35pm
NCaudal
(Lts/seg)1 10.002 10.003 10.004 10.005 10.00
10.00
DATOS GENERALES:
Volumen de control 20.00 Lts.
Tiempo de llenado 2.00 Seg.
CAUDAL 10.00 Lts/Seg
PROYECTO: Plantas FiME para agua potable en pequeas comunidades
DATOS GENERALES
Caudal disponible (Qdisp) 10.00 lts/Seg
Caudal Proyectado (Q proy) 1.33 lts/Seg
Balance del deficit de Caudal :Qdef = Q proy - Qdisp
Qdef = -8.67 lts/Seg
2
Volumen (Lts)
2020202020
10
Tiempo dellenado (Seg)
22
2.022
CALCULO DEL DEFICIT DE CONSUMO DE AGUA POTABLE
20-6-20013
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
4/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
5/44
DIMENSIONES DEL TANQUE SEMIENTERRADO:
ANCHO LARGO ALTURA VOLUMEN DESCRIPCION
3.2 3.6 1.4 16.128 Volumen Util3.2 3.6 0.2 2.304 Volumen de borde libre3.2 3.6 0.2 2.304 Volumen Muerto
20.736 Volumen Total
DIMENSIONES ADOPTADAS DE TANQUE TIPO:
BASE ANCHO ALTURA
3.2 3.6 1.8
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
6/44
PROYECTO: Plantas de tratamiento de agua potable tipo FiME "Chimeo"
PARAMETROS UNIDAD CANTIDAD ADOPTADO
Periodo de diseo Aos 8 - 12periodo de operacin
Area maxima de filtracin m2 < 10 > 10Tasa de filtracin m3/m2*h 0.5 - 3.0 2Tamao de grava mm 3.0 - 5.0Velocidad de flujo superficial m/s 0.05 - 0.15Velocidad de lavado m/s 0.2 - 0.4Profundidad del filtro cm
Altura del vertedero de salida m
DATOS:
Qmaxd =Qdiseo = 1.1*Qmaxd
Qdiseo =Vf =Vs =
C LCULOS Y RESULTADOS:
Area superficial de la estructura (As)
As = Qmaxd/Vf
As =
Ancho del Filtro Grueso Dinmico FGDi (b)
b = *Qmaxd/Vs^3
b =
Largo de Filtro Grueso Dinmico FGDi (L)
L = As/b
L =
1.08 m
1
2.07 m
3.40
1.33 lt/s
1.65 m/hr
CALCULO DE FILTRO GRUESO DINMICO (FGDi)
0.25 m/s
2.24 m2
h/d10
0.30.1
5
24
0.6
24
3 - 5
1.46 lt/s
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
7/44
Luego:
L =b =
Vf=
Valores Adoptados:
L =
b =As =
2.00 m
1.20 m2.40 m2
6 - 13 mm
3 - 6 mm0.20 m
0.20 m2.00 m/hr
13 - 25 mm0.20 m
Vs = 0.25 m/s1.20 m
2.07 m
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
8/44
CALCULO DE FILTRO GRUESO DE FLUJO HORIZONTAL (FGH)
PROYECTO: Plantas de tratamiento de agua potable tipo FiME "Chimeo"
>300Carga Superficial de Filtracin 0.5Espesor del lecho FiltranteGrava de 8 - 12 mm 2 - 5Grava de 4 - 8 mm 2 - 4Grava de 12-18 mm 1 - 2Longitud total del lecho filtrante 8 - 16
DATOS:
Qmaxd =Vf =
H =
C LCULOS Y RESULTADOS:
Area superficial de la estructura (As)
As = Qmaxd/Vf
As =
Adoptado As =
Ancho del Filtro Grueso de Flujo Horizontal FGH (B)
B =
B =
Altura de Filtro Grueso de Flujo Horizontal FGH (H)
H = As/B
H =
2 - 42 - 3m1 - 28 - 9
mm
18 - 9
m
1.33 lt/s
1.0 - 1.5
2 - 32
ParmetroSolidos en Suspensin mg/L
Unidad
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
9/44
Luego:
L =B =
H=
Vf=
Valores Adoptados:
H =
B =As =
5.00 m
1.00 m
1.50 m/hr
1.00 m
4.00 m
4.00 m4.0 m2
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
10/44
Area de cada filtro = 3m * 1.5 m
total filtros = 4 (faltan 2 filtros)
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
11/44
PROYECTO: Plantas de tratamiento de agua potable tipo FiME "Chimeo"
DATOS:
Turbiedad de Trabajo UNT 20 - 30Tasa de Filtracin m3/m2*h 0.10 - 0.20Altura Total del filtro m 1.90 - 2.50Altura de agua Sobrenadante m 0.80 - 1.00Altura inicial del lecho filtrante m 0.80 - 0.90Espesor mnimo del lecho filtrante m 0.50 - 0.60Espesor Capa Soporte m 0.30 - 0.50Tipo de Operacin Tasa constanteTamao Efectivo de la Arena mm 0.15 - 0.30Coeficiente de uniformidad de la arena < 5Borde libre m
Area del filtro m2 5 - 200 m2/FiltroNmero mnimo de filtros 2Funcionamiento Hrs 24Periodo de diseo aos 10 - 15
Qmd =Vf =
H =
C LCULOS Y RESULTADOS:
Area superficial de la estructura (As)
As = Qmaxd/Vf
As =
Adoptado As =
5 < As < 200 m2 ok
Ancho del Filtro Lento de Arena FLA (B)
B =L =L =
Altura de Filtro Lento deArena FLA (H)
B =
Luego:
0.10
PARAMETROS
22.38 m2
1.33 lt/s0.20 m/hr
(As)^(1/2)
CALCULO DE FILTRO LENTO (FLA)
UNIDAD RANGO
1.90 m
22.38 m2
L/2
4.73 m
4.73
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
12/44
L =0
H =
Vf=
Valores Adoptados:
L =b =
As =
Distribucin del espesor de las capas:
Altura Total del filtroAltura de agua SobrenadanteAltura inicial del lecho filtranteEspesor Capa SoporteBorde libre
Distribucion de las tuberias de drenaje:
Separacion de laterales 1/16 L - 2m
S =
Adopto S =
Nde laterales = 3 unidades
24.00 m2
2.00 m
0.90 m
1-23 mm0.30 m
0.80 m
0.80 m
0.30 m0.15 m
1.90 m/s6.00 m
4.00 m
4.00 m6.00 m
0.90 m
agua
Vs =
2.2 m
0.25 m
1.00 m
0.20 m/hr 0.2 - 0.3 mm
2.15 m
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
13/44
PROYECTTIPO DE FILTRO: Filtro Grueso Dinamico
DATOS GENERALES
RECOLECTOR ADOPTADO
Ro = s rea orificios/Area del lecho 0.0015 - 0.005 0.0015Rt = S rea orificio/rea lateral 0.3 - 0.5 0.5Rp = S rea lateral/rea principal 0.3 - 0.5 0.5Diametro orificios (mm) 1 - 6 5Espaciamiento entre orificios 0.1 - 0.3 0.1Espaciamiento entre Laterales 0.5 - 1.0 0.5 - 1.0Velocidad de Lavado en estanque 20 20Velocidad de Lavado en orificios 0.2 0.12
DIMENSION DEL TANQUE
Ancho = 1.20 m
Largo = 2.00 m
Area (AL)= 2.40 m2
Velocidad de lavado: 20.00 m/h
Caudal de Lavado:
Qlav = 13.33 l/s
1.- METODO DE MULTIPLES (FAIR ET AL.)
Distribucion de las tuberias de drenaje:
Separacion de laterales ( 1/16 B - 2m )
S = 0.08 m
Adopto S = 0.45 m
Nde laterales = 3.0 unidades
Separacion del Principal ( 1/32 L - 1m )
S = 0.06 m
Adopto S = 0.25 m
Caudal por Lateral
qL = Q/NqL = 4.44 l/s
Caculo del Sistema RecolectorNorma Tecnica de Diseo Para Sistemas de Agua Potable
DESCRIPCION:
Plantas de tratamiento de agua potable tipo FiME "Chimeo"
AVQlav lav *
AlnAo
AreaLecho
iosAreaorificRo
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
14/44
Area Orificio = (do^2)/4
Ao = 0.785do^2
n = Ro*AL/Ao
Para do = 3/8" 0.38 plgdo = 0.0094 m
n = 52 orificios
Para N Laterales = 3 (lateral)
n =
la = 0.06m
la = 2 plg
Para los principales: 1 por cada camara
(Principal) = 0.14m
p = 6 plg
2.- Metodo del Caudal Unitario
Caudal de diseo (Qd) = 1.24 l/s
DETALLE LONGITUD CANTIDAD TOTAL
Lateral 1 = 1.50 m 1 1.50 mLateral 2 = 1.50 m 1 1.50 mLateral 3 = 1.50 m 1 1.50 m
Total = 3 4.50 m
Caudal unitario (qu) = Qd/L
qu = 0.28 l/s
Lateral Caudal L1 0.41 l/sLateral Caudal L2 0.41 l/sPrincipal Caudal L3 0.41 l/s
Qtotal=Qd = 1.24 l/s
Caudal disponible : Qd= 0.41 l/sCoeficiente de friccin : n = 0.01Pendiente : So = 0.001
17 (orificios/lateral)
Ala
nAoRt 5.0
onLateral 2)(
Ap
nAlaRp 5.0
lanincipal 2)(Pr
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
15/44
D = 0.05 m
D = 3 plg
Velocidad en lateral VL = 0.03 m/s
verificacion So = 1.80E-05 2
D(orificio) = 0.013 m
N Perforaciones = A AbiertaA Perforaciones
Nperforaciones = 27
RESUMEN DEL SISTEMA DE DRENAJE Y RECOLECCION
UNIDADCOLECTORLATERAL
COLECTORPRINCIPAL
unidad 3 1m 1.50 0.5m 0.05 0.1plg 3.00 4.0
m 0.3mm 12.50% 2%
unidad 123unidad 28
m 0.1unidad 3N filas perforacion
SEPARACION/LATERALES
% DE Area Abierta/ mlN total orificiosN orificios /mlSeparacion Horizontal
Diametro Orificio
DIAMETRO
DESCRIPCION
N TUBOSLONGITUDDIAMETRO
ASoRn
Q *3/2
3/4
22 **35.6
D
vnSo
8/3*3/42**4
So
QnD
CcVc
QuabiertaA
*)(
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
16/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
17/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
18/44
PROYECTOTIPO DE FILTRO: Filtro Grueso de Flujo Horizontal
DATOS GENERALES:
RECOLECTOR ADOPTADO
Ro = s rea orificios/Area del lecho 0.0015 - 0.005 0.0015Rt = S rea orificio/rea lateral 0.3 - 0.5 0.5Rp = S rea lateral/rea principal 0.3 - 0.5 0.5Diametro orificios (mm) 1 - 6 5Espaciamiento entre orificios ( m ) 0.1 - 0.3 0.1Espaciamiento entre Laterales ( m ) 0.5 - 1.0 0.5 - 1.0Velocidad de Lavado en estanque m/h 40.00 m/h 20.00Velocidad de Lavado en orificios m/s 0.2 0.20
DIMENSION DEL TANQUE
Ancho = 1.00 m
Largo = 2.00 m
Profundidad = 2.50 m
Area (AL) = 2.00 m2
Velocidad de lavado: 20.00 m/h
Caudal de Lavado:
Qlav = 11.11 l/s
1.- METODO DE MULTIPLES (FAIR ET AL .)
Distribucion de las tuberias de drenaje:
Separacion de laterales ( 1/16 B - 2m )
S = 0.16 m
Adopto S = 1.00 m
Nde laterales = 2 unidades
Separacion del Principal ( 1/32 L - 1m )
S = 0.06 m
Adopto S = 0.25 m
Caculo del Sistema RecolectorNorma Tecnica de Diseo Para Sistemas de Agua Potable
DESCRIPCION:
Plantas de tratamiento de agua potable tipo FiME "Chimeo"
AVQlav lav *
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
19/44
Caudal por Lateral
qL = Q/N
qL = 5.56 l/s
Area Orificio = (do^2)/4
Ao = 0.785do^2
n = Ro*AL/Ao
Para do = 3/8" 0.38 plg
do = 0.0094 m
n = 43 orificios
Para N Laterales = 2 (lateral)
n =
la = 0.06m
la = 2 plg
Para los principales: 1 por cada camara
(Principal) = 0.12m
p = 4 pulg
2.- Metodo del Caudal Unitario
Caudal de diseo (Qd) = 1.24 l/s
DETALLE LONGITUD CANTIDAD TOTAL
Lateral 1 = 1.50 m 1 1.50 mLateral 2 = 1.50 m 1 1.50 mLateral 3 = 1.50 m 1 1.50 m
Total = 3 4.50 m
Caudal unitario (qu) = Qd/L
qu = 0.28 l/s
22 (orificios/lateral)
Ala
nAoRt 5.0
onLateral 2)(
Ap
nAlaRp 5.0
lanincipal 2)(Pr
AlnAo
AreaLecho
iosAreaorif icRo
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
20/44
Lateral Caudal L1 0.41 l/sLateral Caudal L2 0.41 l/sPrincipal Caudal L3 0.41 l/s
Qtotal=Qd = 1.24 l/s
Caudal disponible : Qd= 0.41 l/s
Coeficiente de friccin : n = 0.01Pendiente : So = 0.001
D = 0.05 m
D = 3 plg
Velocidad en lateral VL = 0.03 m/s
verificacion So = 1.80E-05 2
Dorificio = 0.011 m
N Perforaciones = A AbiertaA Perforaciones
Nperforaciones = 35
ASoRn
Q *1 3/2
3/4
22 **35.6
D
vn
So
8/3*3/42**4
So
QnD
CcVc
QuabiertaA
*)(
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
21/44
UNIDADCOLECTORLATERAL
COLECTORPRINCIPAL
unidad 3 1
m 1.50 1.5m 0.05 0.1plg 3.00 4.0m 0.25
mm 11.00% 2%
unidad 159unidad 35
m 0.1unidad 4
RECOMENDACIN!UTILIZAR CANALES CON PISOS FALSOSDIMENSIONAR!
DIAMETRO
RESUMEN DEL SISTEMA DE DRENAJE Y RECOLECCIONCAMARA 1 DEL FILTRO GRUESO HORIZONTAL
DESCRIPCION
N TUBOS
LONGITUDDIAMETRO
N filas perforacion
SEPARACION/LATERALES
% DE Area Abierta/ mlN total orificiosN orificios /mlSeparacion Horizontal
Diametro Orificio
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
22/44
PROYECTTIPO DE FILTRO: Filtro Lento de Arena
DATOS GENERALES
RECOLECTOR ADOPTADO
Ro = s rea orificios/Area del lecho 0.0015 - 0.005 0.0015Rt = S rea orificio/rea lateral 0.3 - 0.5 0.5Rp = S rea lateral/rea principal 0.3 - 0.5 0.5Diametro orificios (mm) 1 - 6 5Espaciamiento entre orificios ( m ) 0.1 - 0.3Espaciamiento entre Laterales ( m ) 0.5 - 1.0 0.5 - 1.0Velocidad de Lavado en estanque m/h 5 5Velocidad de Lavado en orificios m/s 0.20 0.20
DIMENSION DEL TANQUE
Ancho = 3.00 m
Largo = 4.00 m
Area (AL)= 12.00 m2
Velocidad de lavado: 5.00 m/h
Caudal de Lavado:
Qlav = 16.67 l/s
1.- METODO DE MULTIPLES (FAIR ET AL.)
Distribucion de las tuberias de drenaje:
Separacion de laterales ( 1/16 B - 2m )
S = 0.19 m
Adopto S = 0.750 m
Nde laterales = 5 unidades
Separacion del Principal ( 1/32 L - 1m )
S = 0.13 m
Adopto S = 0.25 m
Caudal por Lateral
qL = Q/N
qL = 3.33 l/s
Caculo del Sistema RecolectorNorma Tecnica de Diseo Para Sistemas de Agua Potable
DESCRIPCION:
Plantas de tratamiento de agua potable tipo FiME "Chimeo"
AVQlav lav *
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
23/44
Area Orificio = (do^2)/4
Ao = 0.785do^2
n = Ro*AL/Ao
Para do = 3/8" 0.38 plg
do = 0.0094 m
n = 260 orificios
Para N Laterales = 5 (lateral)
n =
la = 0.10m
la = 4 plg
Para los principales: 1 por cada camara
(Principal) = 0.30m
p = 11plg
2.- Metodo del Caudal Unitario
caudal de diseo (Qd) = 1.24 l/s
DETALLE LONGITUD CANTIDAD TOTAL
Lateral 1 = 2.50 m 2.5 6.25 mLateral 2 = 2.50 m 2.5 6.25 mPrincipal = 3.50 m 1 3.50 m
Total = 5 16.00 m
Caudal unitario (qu) = Qd/L
qu = 0.08 l/s
Lateral Caudal L1 0.49 l/sLateral Caudal L2 0.49 l/sPrincipal Caudal L3 0.27 l/s
Qtotal=Qd = 1.24 l/sCaudal Lateral disponible : Qd= 0.49 l/s
52 (orificios/lateral)
Ala
nAoRt 5.0
onLateral 2)(
Ap
nAlaRp 5.0
lanincipal 2)(Pr
AlnAo
AreaLecho
iosAreaorif icRo
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
24/44
Coeficiente de friccin : n = 0.01Pendiente : So = 0.005
Calculo Diametro Lateral
D = 0.04 m
D = 2 plgCalculo diametro Principal
Dp = 0.06 mDp = 3 plg
Velocidad en lateral VL = 0.08 m/s
verificacion So = 2.15E-04 2
Dorificio = 0.010 m
N Perforaciones = A AbiertaA Perforaciones
Nperforaciones = 18
RESUMEN DEL SISTEMA DE DRENAJE Y RECOLECCION
UNIDADCOLECTORLATERAL
COLECTORPRINCIPAL
unidad 10 2unidad 5 1
m 2.50 3.5m 0.04 0.1plg 2.0 4.0m 0.75
mm 10.00% 1%
unidad 288unidad 18
m 0.1unidad 2
DIAMETRO
DESCRIPCION
N TUBOS/ESTANQUE
N TOTAL TUBOS FILT.
LONGITUDDIAMETRO
N filas perforacion
SEPARACION/LATERALES
% DE Area Abierta/ mlN total orificiosN orificios /mlSeparacion Horizontal
Diametro Orificio
ASoRn
Q *1 3/2
3/4
22 **35.6
D
vnSo
8/3*3/42**4
So
QnD
CcVc
QuabiertaA
*)(
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
25/44
proyecto: Plantas de tratamiento de agua potable tipo FiME "CHIMEO"
CONDICIONES DE DISEO DE LA ESTRUCTURA :
CAUDAL DE LA PLANTA Qd = 1.24 lt/sTEMPERATURA T = 20.00 C
VISCOSIDAD CINEMATICA = 0.000001 m2/sNUMERO DE FILTROS N = 1ANCHO = Af = 1.20 mLARGO = Lf = 2.00 m
AREA DEL FILTRO A = 2.40 m2
1ra CAPA 2da CAPA 3ra CAPA
Diametro m 0.004 0.009 0.02Porosidad 0.4 0.45 0.54Espesor del Lecho m 0.2 0.2 0.2Coef. Esfericidad 0.95 0.82 0.74
Coef Kozeny f 5 5 5Viscosidad cinematica cm/s2 1.00E-02 1.00E-02 1.00E-02Velocidad de Filtracin cm/s 0.0518 0.0518 0.0518
CALCULO DE LA PERDIDA DE FILTRACION EN EL SISTEMA DE FILTRACION
TIPOS DE PERDIDA:1 Entrada al filtro:2 Lecho filtrante:3 Lecho de grava 1:4 Lecho de grava 2:5 Lecho deGrava 3:
6 Orificios:7 Conduccion:8 Salida:
1.- Perdida por ingreso a la cmara del Filtro Dinmicotipo ingreso: Vertedero de cresta ancha
k=0.7 Para crestas anchas 0.7
0.0065
C = para vertederos de pared ancha= 0.61
H =
V =
h fv = 0.00092.- Perdida de carga en el Lecho Filtrante
PERDIDA DE CARGA EN BATERIA DE FILTROS DINAMICOS
0.0065 m
0.16 m/s
PROPIEDADES DELFILTRO DINAMICO
UNIDAD
g
Vkhfv
2
2
gHCAQ 2
A
QdV
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
26/44
De la ecuacion de Fair y -hatch para la perdidad de carga en lechos filtrantes no estratificados:
Perdida de Carga en la primera capa:
hf arena 1 = 7.404 cm
Perdida de Carga en la segunda capa:
hf arena 2 = 1.159 cm
Perdida de Carga en la Tercera capa:
hf arena 3 = 0.117 cm
Perdida de carga por Sistemas multiples:
TIPO DE PERDIDAS:1 Por entrada2 Por contraccin3 Por Fricccin4 Por Salida
PERDIDA EN RECOLECTORES
CAUDAL POR ORIFICIO DE RECOLECC IN
Q diseo filtro =N orificios =Diametro orificio =
Area orificio =
Diametro Colector =Area del Colector =Longitud Colector =
Caudal del orificio:Qorificio = 0.01 lt/s
Velocidad del orificio:V orificio = 0.08 m/s
Con Cc =0.55 V orificio = 0.15 m/s
a) Perdida por contraccin:
coeficiente de ingreso k = 1Perdida de carga por orificio:
Hfc = 0.00035Perdida de carga por sistema total:
H fc (final) = N(orificios)xHfc
1.50 m
1.24 lt/s
0.005 m2
1230.013 m0.00012 m2
0.076 m
26)1( 32
CeDcPo
Po
g
Lfhfarena
orificiosN
QfiltroQorificio
gVorificiokHfc 22
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
27/44
H fc (final) = 0.043m
b) Perdida de carga por expansin en orificios:
Caudal del colector:Qcolector = 0.28 lt/s
Velocidad del colector:V colector = 0.06 m/s
Hfc = 0.0010mPerdida de carga por sistema total:
H fc (final) = N(orificios)xHfc
H fc (final) = 0.12
c) Perdida de carga por friccinPor laFrmula de Darcy - Weisbach y Manning
n: Coefficiente de rugosidad 0.008L: Longitud de laTuberav: Velocidad en la tuberiad: Diametro del tubo
Hf = 0.000 m
d) Perdida de carga por expansin en Tubera:
Diametro Conduccion=Area de conduccion =Longitud Conduccion =
Caudal de conduccinQconduccin = 0.41 lt/s
Velocidad de conduccin:V conduccin = 0.09 m/s
Hfc = 0.0004m
coef. contraccion Brusca Ke = 0.5
Perdida de Carga en las Expansiones:
0.00456 m21.50 m
0.076 m
gvorificioVhfe 2
)1( 22
3/4
2235.6
d
Lvnhftuberia
)(21
2
2( 22
gv
g
Vkehex
)( 2)(
2
22
1
g
vvkexhex
)(12v
gdTang
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
28/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
29/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
30/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
31/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
32/44
PERDIDA DE CARGA EN BATERIA DE FILTROS FGH
proyecto: Plantas de tratamiento de agua potable tipo FiME "CHIMEO"
CONDICIONES DE DISEO DE LA ESTRUCTURA:CAUDAL DE LA PLANTA Qd = 1.24 lt/sTEMPERATURA T = 20.00 C
VISCOSIDAD CINEMATICA = 1.00E-06 m2/sNUMERO DE FILTROS N = 2
ANCHO = Af = 1.00 mLARGO = Lf = 2.50 m
AREA DEL FILTRO A = 2.50 m2
1ra CAPA 2da CAPA 3ra CAPA
Diametro m 0.016 0.01 0.007Porosidad 0.5 0.45 0.4Espesor Lecho horiz. m 3 2.5 1.5Espesor Lecho Vert. m 1 1 1Coef. Esfericidad 0.74 0.82 0.9Coef Kozeny f 5 5 5Viscosidad cinematica cm/s2 1.00E-02 1.00E-02 1.00E-02Velocidad de Filtracin cm/s 0.049725 0.049725 0.049725
CALCULO DE LA PERDIDA DE FILTRACION EN EL SISTEMA DE FILTRACION
TIPOS DE PERDIDA:1 Entrada al filtro:2 Lecho filtrante:
3 Lecho de grava 1:4 Lecho de grava 2:5 Lecho deGrava 3:6 Orificios:7 Conduccion:8 Salida:
1.- Perdida por ingreso a la cmara del Filtro Dinmicotipo ingreso: Vertedero de cresta ancha
k=0.7 Para crestas anchas 0.7
C = para vertederos de pared ancha= 0.61
H =
PROPIEDADES DELFILTRO DINAMICO
UNIDAD
0.0065 m
g
Vkhfv
2
2
gHCAQ 2
Qd
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
33/44
V =
h fv= 0.001
2.- Perdida de carga en el Lecho Filtrante
De la ecuacion de Fair y -hatch para la perdidad de carga en lechos filtrantes no estratificados:
Perdida de Carga en la primera capa:
hf arena1 = 3.905 cm
Perdida de Carga en la segunda capa:
hfarena
2 = 11.261 cm
Perdida de Carga en la Tercera capa:
hf arena2 = 19.396 cm
Perdida de carga por Sistemas multiples:
TIPO DE PERDIDAS:1 Por entrada2 Por contraccin3 Por Fricccin4 Por Salida
3.- PERDIDA POR ENTRADA EN RECOLECTORES
CAUDAL POR ORIFICIO DE RECOLECCINQ diseo filtro =N orificios =Diametro orificio =
Area orificio =Diametro Colector =
Area del Colector =Longitud Colector =
Caudal del orificio:Qorificio = 0.01 lt/s
Velocidad del orificio:V orificio = 0.0825 m/s
Con Cc =0.55 V orificio = 0.1500 m/s
1.24 lt/s
0.005 m2
1590.011 m0.00010 m20.076 m
1.50 m
0.19 m/sA
26)1( 32
CeDcPo
Po
g
Lfhfarena
orificiosNQfiltroQorificio
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
34/44
a) Perdida por contraccin:
coeficiente de ingreso k = 1Perdida de carga por orificio:
Hfc = 0.00035Perdida de carga por sistema total:
H fc (final) = N(orificios)xHfc
H fc (final) = 0.055m
b) Perdida de carga por expansin en orificios:
Caudal del colector:Qcolector = 0.14 lt/s
Velocidad del colector:
V colector = 0.03 m/s
Hfc = 0.001mPerdida de carga por sistema total:
H fc (final) = N(orificios)xHfc
H fc (final) = 0.17 m
c) Perdida de carga por friccin
Por laFrmula de Darcy - Weisbach y Manning
n: Coefficiente de rugosidad 0.008L: Longitud de laTuberav: Velocidad en la tuberiad: Diametro del tubo
Hf = 0.0000 m
d) Perdida de carga por expansin en Tubera:
Diametro Conducci =Area de conduccio =Longitud Conducci =
Caudal de conduccinQconduccin = 0.41 lt/s
Velocidad de conduccin:V conduccin = 0.05 m/s
0.00785 m22.00 m
0.100 m
g
VorificiokHfc2
2
g
vorificioVhfe 2)1( 22
3/4
2235.6
d
Lvnhftuberia
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
35/44
Hfc = 0.0001m
coef. contraccion Brusca Ke = 0.5
Perdida de Carga en las Expansiones:
= 1.449351456.=> Kex = 0.1
hex = 0.000019
e) Perdida de carga por cambio de Direccin:
Radio de Curvatura Rb = 0.2Dimetro de la Tubera =N de codos = 4
kb= 0.13538273hb= 1.92075E-05
por los 4 codos
hb = 0.0001 mf) Perdida de Carga a la Salida:
Coeficiente salida Kv = 1hv = 0.0001 m
Perdida de Carga Total el el flujo Horizontal
DESCRIPCION SIMBOLO CANTIDAD
1.- Perdida por ingreso a la cmara del Filtro Dinmico h fv = 0.001 m2.- Perdida de carga en el Lecho Filtrante
Perdida de Carga en la primera capa: hf arena 1 = 0.039 m
Perdida de Carga en la segunda capa: hf arena 2 = 0.113 mPerdida de Carga en la Tercera capa: hf arena 2 = 0.194 m
3.- PERDIDA POR ENTRADA EN RECOLECTORESe) Perdida de carga por cambio de Direccin: hb = 0.0001 mf) Perdida de Carga a la Salida: hv = 0.0001 m
Total HT = 0.35 m
Perdida de Carga Total en el Sistema de Drenaje
0.100 m
)(2
1
2
2( 22
g
v
g
Vkehex
)(2
)(2
22
1
g
vvkexhex
)(12v
gdTang
)(2
2
g
vkbhb
72.0)(223.0 D
R
bbk
)(2
2
g
vkvhv
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
36/44
DESCRIPCION SIMBOLO CANTIDAD
1.- Perdida por ingreso a la cmara del Filtro Dinmico h fv = 0.001 m2.- Perdida de carga en el Lecho Filtrante
Perdida de Carga en la primera capa: hf arena 1 = 0.039 mPerdida de Carga en la segunda capa: hf arena 2 = 0.113 m
Perdida de Carga en la Tercera capa: hf arena 2 = 0.194 m3.- PERDIDA POR ENTRADA EN RECOLECTORESa) Perdida por contraccin: H fc (final) = 0.055 mb) Perdida de carga por expansin en orificios: H fc (final) = 0.174 mc) Perdida de carga por friccin Hf = 0.000 md) Perdida de carga por expansin en Tubera: hex = 0.0000 me) Perdida de carga por cambio de Direccin: hb = 0.0001 mf) Perdida de Carga a la Salida: hv = 0.0001 m
Total HT = 0.58 m
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
37/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
38/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
39/44
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
40/44
proyecto: Plantas de tratamiento de agua potable tipo FiME "CHIMEO"
CONDICIONES DE DISEO DE LA ESTRUCTURA :
CAUDAL DE LA PLANTA Qd = 1.24 lt/sTEMPERATURA T = 20.00 C
VISCOSIDAD CINEMATICA = 1.00E-06 m2/sNUMERO DE FILTROS N = 2ANCHO = Af = 3.00 mLARGO = Lf = 4.00 m
AREA DEL FILTRO A = 12.00 m2
1ra CAPA(0.2-0.3mm)
2da CAPA (1.0-1.4mm)
3ra CAPA(4.0-5.6mm)
4ta CAPA (16-23mm)
Diametro 0.0025 0.0013 0.005 0.02Porosidad 0.36 0.38 0.4 0.54Espesor del Lecho 0.9 0.1 0.1 0.1Coef. Esfericidad 0.98 0.97 0.95 0.74
Coef Kozeny 5 5 5 5Viscosidad cinematica 1.00E-02 1.00E-02 1.00E-02 1.00E-02Velocidad de Filtracin 0.0104 0.0104 0.0104 0.0104
CALCULO DE LA PERDIDA DE FILTRACION EN EL SISTEMA DE FILTRACION
TIPOS DE PERDIDA:1 Entrada al filtro:2 Lecho filtrante:3 Lecho de grava 1:4 Lecho de grava 2:5 Lecho deGrava 3:
6 Orificios:7 Conduccion:8 Salida:
1.- Perdida por ingreso a la cmara del Filtro Dinmicotipo ingreso: Vertedero de cresta ancha
k=0.7 Para crestas anchas 0.7
C = para vertederos de pared ancha= 0.61
H =
V =
hfvc 0.0001 m
PERDIDA DE CARGA EN BATERIA DE FILTROS LENTOS DE ARENA
0.00650 m
0.06 m/s
PROPIEDADES DELFILTRO DINAMICO
UNIDAD
m
m
fcm/s2cm/s
g
Vkhfvc
2
2
gHCAQ 2
A
QdV
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
41/44
2.- Perdida de carga en el Lecho Filtrante
De la ecuacion de Fair y -hatch para la perdidad de carga en lechos filtrantes no estratificados:
Perdida de Carga en la primera capa:
hf arena 1 = 25.021 cm
Perdida de Carga en la segunda capa:
hf arena 2 = 8.374 cm
Perdida de Carga en la Tercera capa:
hf arena 3 = 0.474 cm
Perdida de carga por Sistemas multiples:
TIPO DE PERDIDAS:
1 Por entrada2 Por contraccin3 Por Fricccin4 Por Salida
3.- PERDIDA EN LOS RECOLECTORES
CAUDAL POR ORIFICIO DE RECOLECCIN
Q diseo filtro =N orificios =Diametro orificio =
Area orificio =Diametro Colector =
Area del Colector =Longitud Colector =
Caudal del orificio:Qorificio = 0.004 lt/s
Velocidad del orificio:
V orificio = 0.06 m/s
Con Cc =0.55 V orificio = 0.10 m/s
a) Perdida por contraccin:
0.002 m2
2880.010 m0.00008 m20.051 m
1.24 lt/s
2.50 m
26)1( 32
CeDcPo
Po
g
Lfhfarena
orificiosN
QfiltroQorificio
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
42/44
coeficiente de ingreso k = 1Perdida de carga por orificio:
Hfc = 0.00015Perdida de carga por sistema total:
H fc (final) = N(orificios)xHfc
H fc (final) = 0.044m
b) Perdida de carga por expansin en orificios:
Caudal del colector:Qcolector = 0.16 lt/s
Velocidad del colector:V colector = 0.08 m/s
Hfc = 0.000mPerdida de carga por sistema total:
H fc (final) = N(orificios)xHfc
H fc (final) = 0.06
c) Perdida de carga por friccinPor laFrmula de Darcy - Weisbach y Manning
n: Coefficiente de rugosidad 0.008L: Longitud de laTubera 2.5 mv: Velocidad en la tuberiad: Diametro del tubo 0.1 m
Hf = 0.0005 m
d) Perdida de carga por expansin en Tubera:
Diametro Conduccion=Area de conduccion =Longitud Conduccion =
Caudal de conduccin
Qconduccin = 1.24 lt/sVelocidad de conduccin:
V conduccin = 0.15 m/s
coef. contraccion Brusca Ke = 0.5
Hfex = 0.000m
0.00811 m22.50 m
0.102 m
0.2 m/s
g
VorificiokHfc 22
g
vorificioVhfe 2)1( 22
3/4
2235.6
d
Lvnhftuberia
)(2
1
2
2( 22
g
v
g
Vkehex
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
43/44
e) Perdida de carga por cambio de Direccin:
Radio de Curvatura Rb = 0.2
Dimetro de la Tubera =
N de codos = 4kb = 0.1354
hb = 0.0002por los 4 codos
hb = 0.0006 m
f) Perdida de Carga Por Tee:
Coeficiente de Perdida por tee Kt = 1.5
hft = 0.0018 m
g) Perdida de Carga Por Valvulas:
Coeficiente de Perdida por Valvula Kg = 1.15 (Valvula abierta enun 75%)
hfv = 0.0014 m
h) Perdida de Carga a la Salida:
Coeficiente salida Kv = 1hv = 0.0012 m
i) Perdida de carga en verdedero de control:
C = para vertederos de pared ancha= 0.61Base Vertedero B = 0.4 m
Altura Vertedero H = 0.4 m
H =
V =
h fvc 2E-05
Perdida de Carga Total
0.0050 m
0.62 m/s
0.102 m
)(2
2
g
vkbhb
72.0)(223.0 D
R
bbk
)(2
2
g
vkvhv
)(2
2
g
vakthft
)(2
( 2
g
Vakghfv
gHCAQ 2
A
QdV
7/21/2019 Filtro Fime Chimeo
44/44
DESCRIPCION SIMBOLO CANTIDAD
1.- Perdida por ingreso a la cmara del Filtro Dinmico h fvc = 0.000 m2.- Perdida de carga en el Lecho Filtrante
Perdida de Carga en la primera capa: hf arena 1 = 0.2502 mPerdida de Carga en la segunda capa: hf arena 2 = 0.0837 mPerdida de Carga en la Tercera capa: hf arena 3 = 0.0047 m
3.- PERDIDA EN LOS RECOLECTORESa) Perdida por contraccin: H fc (final) = 0.044 mb) Perdida de carga por expansin en orificios: H fc (final) = 0.060 mc) Perdida de carga por friccin Hf = 0.001 md) Perdida de carga por expansin en Tubera: Hfex = 0.0004 me) Perdida de carga por cambio de Direccin: hb = 0.0006 mf) Perdida de Carga Por Tee: hft = 0.0018 mg) Perdida de Carga Por Valvulas: hfv = 0.0014 mh) Perdida de Carga a la Salida: hv = 0.0012 mi) Perdida de carga en verdedero de control: h fvc = 0.0000 m
Total HT = 0.45 m