Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

Guía de ejercicios
Rev 3 Página 36
PROBLEMAS DE SEDIMENTACIÓN
1. Diseño de un desarenador.
76.49 Operaciones de Transferencia de
cantidad de movimiento y energía
Facultad de Ingeniería
UBA
a) Calcular la superficie del desarenador para obtener una separación del 70% de las partículas
de una suspensión de arena ( = 2650 kg/m 3 ) en agua a 20 ºC, con un tamaño uniforme de
partícula de 0,07 mm de diámetro y un caudal de 4000 m 3 /día.
b) Para el desarenador calculado en el ítem (a) suponer que en el caudal alimentado de 4000
m 3 /día hay dos tamaños de partículas uniformes, unas con un diámetro igual a 0,07 mm, las
otras con un diámetro superior al mencionado. Determinar cuál debe ser el diámetro mínimo
de partícula para conseguir la separación total de las mismas.
c) Para el ítem (b) determinar la velocidad de arrastre, Va, para que todas las partículas con
diámetro = 0,07 mm sean arrastradas.
d) ¿Qué combinación de longitud, ancho y profundidad del desarenador satisface el ítem (c).
e) Suponer que al desarenador diseñado en el ítem (a) se lo alimenta con una suspensión de
arena en agua a 20 ºC que tiene la siguiente distribución de tamaños:
Grupo Nº % Diám. de part.(mm)
1 50 0,085
2 20 0,070
3 20 0,060
4 10 0,050
=100
Si el caudal es también 4000 m 3 /día, determinar el porcentaje de separación.
f) Analice los resultados de la separación de partículas si se duplica el valor del área transversal
al flujo.
2. Diseño de un desarenador.
Se tiene una suspensión de arena en agua a 20 ºC con un caudal de 80000 m 3 /día y distribución
de tamaños según la siguiente tabla:
% en peso D (mm)
50 1,0
20 0,5
20 0,2
10 0,1
a) Diseñar el equipo de tal forma que cumpla con los siguientes requisitos: separar el 100% de
las partículas de 0,5 mm de diámetro y que sean arrastradas solamente las partículas de 0,1
mm. Considerar una profundidad de 1,8 m.
b) Determinar el porcentaje total de arena separada.
c) Dibujar un esquema del desarenador, indicando todas las dimensiones. Si es necesario, dividir
la cámara en distintos canales paralelos de desarenado, con un ancho que no exceda el 1,2
m.
d) Calcular el tiempo de retención requerido.
e) Si el afluente de agua contiene 50 mg/l de arena, suponiendo que el lodo concentrado en el
fondo del desarenador alcanza una concentración del 5% en arena, estimar la acumulación de
este lodo concentrado en m 3 /h.