Estudio experimental en modelo físico para la optimización de dos tipos de estructuras de separación de caudales en sistemas de alcantarillado combinado de ciudades andinas

Heredia Hidalgo, María Gabriela
Albán Almeida, Andrea Jannet

2015-05-04T18:47:40Z

T-IC/0669/CD 6213

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Hidalgo Bustamente, Ximena del Rocío, director

Resumen .- En el presente proyecto se analiza el comportamiento en modelo físico a escala 1:2 de dos estructuras de separación de caudales tipo, diseñadas e implementadas por la EPMAPS en los sistemas de alcantarillado combinado del Distrito Metropolitano de Quito. El objetivo de la investigación es analizar la eficiencia, optimizar el diseño y el dimensionamiento hidráulico de dichas estructuras. Los modelos físicos de las dos estructuras reproducen el comportamiento del flujo tridimensional que permite la separación del caudal combinado en caudales sanitario y pluvial. Mediante la aplicación de los principios teóricos para modelación física y el análisis e interpretación de resultados experimentales, se obtienen modificaciones y parámetros de diseño expresados en ábacos adimensionales que se relacionan directamente con el comportamiento tridimensional de las estructuras analizadas. En el presente estudio se determinan experimentalmente los coeficientes de descarga adecuados para el orificio de separación de fondo con flujo supercrítico en una sección transversal circular, así como un orificio lateral de separación con control de un umbral transversal ubicado en la sección de separación. Los resultados obtenidos permiten establecer criterios de diseño y curvas adimensionales de aplicación simple que permiten la implementación de las optimizaciones experimentales alcanzadas para cada una de las estructuras analizadas. Abstract .- This dissertation project presents the physical modelling analysis of two flow separation structures at 1:2 scale factor, designed and employed by EPMAPS in combined sewage systems of Metropolitan District of Quito. This research aims to analyze the efficiency, optimize the design and size of such hydraulic structures. The physical models of such flow separation structures reproduce a three-dimensional flow behavior which allows the separation of the total incoming combined flow in the corresponding sanitary and storm flows. Through the application of theoretical principles regarding physical modelling and the interpretation and analysis of experimental results, we obtain modifications and design parameters expressed in dimensionless abacuses which are directly related to the three-dimensional flow behavior of the analyzed structures. In this present project the suitable discharge coefficients for the bottom diversion hole with a supercritical flow passing through a circular section are experimentally obtained (Structure No. 1) as well as the lateral diversion hole with a transversal crest control which is located on the diversion section (Structure No. 2). The obtained results allow us to establish simple design criteria and dimensionless graphs, enabling the use of the experimental optimizations achieved in each of the analyzed structures.

306 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 6213

Alcantarillado; Hidraúlica;