Caixas de Areia Dimensionamento

7/29/2019 Caixas de Areia Dimensionamento

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Prof. Clio Carlos ZattoniMaio de 2008.


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DEPARTAMENTO DE HIDRULICA E SANEAMENTOPROF. CLIO CARLOS ZATTONI

MAIO DE 2008

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CAIXAS DE AREIA

1. Introduo.

Caixa de areia um dispositivo que construdo junto s tomadas de gua,

tambm chamado de canal de derivao.

2. Finalidade.

As principais finalidades das caixas de areia so: Proteo de bombas, vlvulas e acessrios contra a abraso; Evitar o entupimento e o assoreamento.

3. Funo.

Separar por decantao areias e outros materiais pesados que se encontramem suspenso no fluxo de gua.

4. Funcionamento.

Provocar a deposio por decantao de partculas slidas mediante atranqilizao do fluxo de gua.

Turbulncia: provoca o arraste e a suspenso de partculas. Tranqilizaco: provoca a sedimentao da partcula.

5. Descrio do processo.

Reduzir e controlar a velocidade de escoamento de forma a forar asedimentao ou deposio de partculas acima de um determinado padro.O mais comum a remoo de partculas de dimetros mdios e grandes,superiores a 0,2mm.

6. Parmetros.

6.1. Tamanho mnimo das partculas de areia: = 0,2mm.6.2. Velocidade de sedimentao da areia: V = 0,02 m/s velocidade dedeposio na vertical;

6.3. Velocidade mxima do fluxo na caixa de areia para deposio:V1 0,60 m/s.

Obs.:a. comum a diviso da caixa de areia em duas clulas, cada uma delas

deve operar separadamente enquanto a outra se encontra em

manuteno e limpeza.


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b. A velocidade mnima no canal deve garantir que no canal no se tenhadeposies e a velocidade mxima na caixa, em oposio, visa garantira deposio.

7. Arranjo tpico de uma caixa de areia.

7. Dimensionamentos.

Clculo do comprimento mnimo da caixa de areia.Uma partcula que se encontra no Ponto 1 dever atingir o Ponto 2

decorrido t segundos.

Portanto, decorridos t segundos, podemos afirmar que:

t = H / V - tempo de deslocamento na vertical - (I)

t = L / V1 - tempo de deslocamento na horizontal - (II)

(I) = (II) L / V1 = H / V H = L.V/ V1 - (III)


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Com a vazo Q podemos definir a rea S = B.H.Da equao da continuidade podemos escrever:

Q = V.S Q = V.S Q = V.B.H B.H = Q/V - (IV)

Conhecida a rea S = B.H adotam-se valores convenientes para B e H.Adotar um coeficiente em torno de 1,5 .


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8. Exemplo de aplicao.

Dimensionar a caixa de areia de uma tomada dgua com uma vazo mximade 0,5 m3/s. Estima-se uma quantidade de slidos em suspenso de 0,1 ml porm3 de gua e se deseja que a caixa de reteno de areia tenha uma autonomia

mnima de trs dias. Adotar um coeficiente de segurana s=1,4.

Soluo:

1. Dimensionamento do canal de aproximao com V = 0,6 m/s.

Q = V . S S = Q / V S = 0,5 . 1,4 / 0,6 S = 1,17

Para b = 1,5m H = 0,78m

2. Dimensionamento da caixa de areia.

Dimensionamento do comprimento L da caixa de areia.

Pela equao (III):

H = L . V / V1 0,78 = L. 0,02 / 0,3 L = 11,67

Adotado: L = 12,0m

Dimensionamento do canal da caixa de areia.

Pela equao (IV):

B.H = Q/V B.H = 0,5 / 0,3 B.H = 1,67

Como H = 0,78m B = 1,67 / 0,78 B = 2,14m

Adotado: B = 2,20m

O valor de BL, borda livre, pode ser adotado entre 0,10 e 0,25m.

3. Dimensionamento da caixa de reteno de areia.

Clculo do volume de reteno dirio de areia.

Slidos em suspenso: Ss = 0,1 ml / m3 Ss = 0,0001 m

3 / m3

VRD = Ss.Vol. dirio VRD = 0,0001

.0,5 .86400 VRD = 4,3 m3 / dia

Volume da caixa de reteno de areia.

O volume da caixa de reteno de areia dever, conforme enunciado, ter aautonomia de no mnimo 3 dias.


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VCR = 4,3. 3 = 12,9 m3

VCR = B. L . C C = VCR

. s/ B. L C = 12,9 . 1,4/ 2,2

. 12,0

C = 0,68m

Adotado: C = 0,70m

9. Exerccios:

1. Dimensionar a caixa de areia de uma tomada dgua com uma vazomxima de 200 litros/s. Estima-se uma quantidade de slidos em suspenso e0,075 ml por m3 de gua e se deseja que a caixa de reteno de areia tenhauma autonomia mnima de uma semana. Adotar um coeficiente de segurana

s=1,5.

2. Dimensionar a caixa de areia de uma tomada dgua com uma vazomxima de 3,0 m3/s. Estima-se uma quantidade de slidos em suspenso de0,005 ml por m3 de gua e se deseja que a caixa de reteno de areia tenhauma autonomia mnima de uma semana. Adotar um coeficiente de seguranas=1,4.

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