Cálculos ETA (1)

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Gradeamento 
 
Eficiência da grade (E ≥ 75%) 
 
 
 
 
 
 
 
Espaçamento entre as peças horizontais de amarração (5 mm ou 1% de w) 
 
Área útil da grade ( K de 10 a 25% ; vmax de 0,4 a 1,2 m/s) 
 
 
 
 
 
 
 
Área molhada do canal 
 
 
 
 
 
 
 
Largura do canal (Lc ≥ 0,6 m) 
 
 
 
 
 
 
 
Altura molhada do canal 
 
 
 
 
 
 
 
Número de barras 
 
 
 
 
 
 
 
Comprimento da barra (α de 30 a 60o para manuais e de 75 a 90o para mecanizadas) 
 
 
 
 
 
 
 
Largura das barras (2,5% de Cg) 
 
Velocidade máxima na grade 
 
 
 
 
 
 
 
Velocidade máxima no canal 
 
 
 
 
 
 
 
Perda de carga máxima na grade (g = aceleração da gravidade) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desarenador 
 
Velocidade de sedimentação da partícula 
 
Área superficial do desarenador 
 
 
 
 
 
 
 
Comprimento do desarenador (B ≥ 0,6 m) 
 
 
 
 
 
 
 
Altura mínima do desarenador (vmax de 0,4 a 1,2 m/s) 
 
 
 
 
 
 
 
Volume diário de sólidos sedimentados (Ts = 7.10-5 m3/m3) 
 
 
Altura da câmara de sedimentação 
 
 
 
 
 
 
 
 
Medidor Parshall 
 
Dados de entrada: 
W = 9’’ ou 22,9 cm ou 0,229 m 
k = 1,486 m 
n = 0,613 m 
D = 0,575 m 
N = 0,114 m 
G = 0,457 m 
K = 0,076 m 
C = 0,380 m 
ϒ = 1000 kg/m3 
µ = 9,14141.10-5 kg.s/m2 
g = 9,81 m/s2 
 
Altura na seção de medição 
 
Largura do Parshall na seção de medição 
 
 
 
 
 
 
 
Velocidade na seção de medição 
 
 
 
 
 
 
 
Vazão específica na garganta do Parshall 
 
 
 
 
 
 
 
Carga hidráulica disponível 
 
 
 
 
 
 
 
Velocidade antes do ressalto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Onde: 
 
 
 
 
 
 
 
Altura da água antes do ressalto 
 
 
 
 
 
 
 
Número de Froude 
 
 
 
 
 
 
 
Altura do ressalto 
 
 
 
 
 
 
 
Velocidade no ressalto 
 
 
 
 
 
 
 
Altura na seção de saída 
 
Velocidade na seção de saída do Parshall 
 
 
 
 
 
 
 
Perda de carga no ressalto 
 
 
 
 
Tempo de mistura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gradiente de mistura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Coagulação Mecânica 
 
Volume útil do tanque (t ≤ 5s) 
 
 
Potência útil (G  1000 s-1) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 s 
 
Altura útil (H > L) 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento da turbina radial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar D = 0,18 m 
 
Comprimento das paletas 
 
 
 
 
 
 
 
 
Altura das paletas 
 
 
 
 
 
 
 
Diâmetro do disco de fixação das paletas 
 
Distância entre o fundo do tanque e a turbina 
 
Adotar h = 0,18 m 
Larguras da cortina 
 
Dimensionamento do motor (f = 1,3) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Floculação Hidráulica 
 
Dados de entrada: 
tT = 25 min ou 1500 s 
N = 4 setores 
Gradientes de velocidade 
G1 = 65 s
-1 
G2 = 45 s
-1 
G3 = 30 s
-1 
G4 = 20 s
-1 
Tempo de retenção 
S1 = 4 min ou 240 s 
S2 = 5 min ou 300 s 
S3 = 7 min ou 420 s 
S4 = 9 min ou 540 s 
Espessura das chicanas (e) = 0,05 m 
Coeficiente de perda de carga (k) = 1,5 
Temperatura (T) = 25 oC 
Densidade (ϒ) = 998,23 kg/m3 
Comprimento do floculador (L) = 20 m 
Velocidade de escoamento no último setor (v) = 0,15 m/s 
 
Número de células no último setor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 6 células 
Largura do floculador 
 
 
 
 
 
 
 
Número de células do primeiro setor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 6 células 
Número de células do segundo setor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 6 células 
Número de células do primeiro setor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 6 células 
 
Número de células no floculador 
 
 
Comprimento dos setores extremos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Comprimento dos setores internos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Largura das células dos setores extremos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Largura das células dos setores internos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Larguras das passagens entre células dos setores 
 
 
 
 
 
Profundidade útil do floculador 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 1,0 m 
 
Velocidadesnas células do primeiro ao último setor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tempo real de retenção em cada célula de cada setor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gradientes de velocidade reais nos setores 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Floculação Mecânica 
Dados de entrada: 
tT = 15 min ou 900 s 
N = 3 setores 
Gradientes de velocidade 
G1 = 70 s
-1 
G2 = 45 s
-1 
G3 = 20 s
-1 
Tempo de retenção 
S1 = 5 min ou 300 s 
S2 = 5 min ou 300 s 
S3 = 5 min ou 300 s 
Temperatura (T) = 25 oC 
Peso específico da água (ϒ) = 998,23 kg/m3 
Relação entre as velocidades da água e das paletas (k) = 0,2 
Dados do misturador tipo paleta: 
Comprimento das paletas (b) = 3,2 m 
Número de braços (B) = 4 
Raio das paletas: 
Re1 = 1,20 m ; Ri1 = 1,05 m 
Re2 = 0,95 m ; Ri2 = 0,80 m 
Velocidades angulares: 
n3 = 2,1 rpm 
n2 = 3,5 rpm 
n1 = 4,9 rpm 
 
Volume útil do tanque 
 
 
 
 
 
Altura útil do tanque (L < H) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Coeficiente de arraste das paletas 
 
 
 
 
 
 
 
 
Verificação das potências úteis 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Então: 
 
 
 
 
 
 
 
Gradientes de velocidade reais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Decantador 
 
ZONA DE SEDIMENTAÇÃO 
Taxa de escoamento superficial (TES) = 40 m3/m2.d 
Número de decantadores (D) = 2 
Relação comprimento/largura (K) = 3,5 
 
Área Superficial 
 
 
 
 
 
 
 
 
Largura da zona de sedimentação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Comprimento da zona de sedimentação 
 
 
 
 
 
 
 
 
Velocidade crítica de sedimentação 
 
 
 
 
 
 
 
 
Velocidade de escoamento 
 
 
 
 
 
Profundidade da zona de sedimentação 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 1,9 m 
ZONA DE LODO 
Declividade do fundo (i) = 4% 
Profundidade da calha de lodo (Hc) = 0,05 m 
Largura da calha de lodo (B) = 0,3 m 
Tempo de esvaziamento (t) = 3600 s 
 
Profundidade mínima da zona de lodo (20% da zona de sedimentação) 
 
Adotar 0,4 m 
 
Profundidade total do decantador 
 
 
Diâmetro da descarga de fundo (ф ≥ 200 mm) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 0,2 m 
 
Tempo efetivo de esvaziamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZONA DE ENTRADA 
Espaçamento entre os centros dos orifícios (e) = 0,38 m 
Gradiente de velocidade na última câmara de floculação (G) = 20 s-1 
Coeficiente de dispersão (Cd) = 0,85 
Viscosidade cinemática (µ) = 0,893.10-6 m2/s 
 
Número de linhas 
 
 
 
 
 
 
 
 
Número de colunas 
 
 
 
 
 
 
 
 
Número total de orifícios 
 
 
Distância entre a primeira e última linha 
 
 
Soma das distâncias das linhas extremas a superfície da água e ao fundo da zona de 
sedimentação 
 
 
Distância da primeira linha à superfície da água 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distância da última linha ao fundo da zona de sedimentação 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distância das colunas extremas às paredes laterais 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distância da cortina ao plano tangencial dos jatos (x’ = x) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diâmetro dos orifícios 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Área dos orifícios 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distância entre o canal de distribuição e a cortina 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gradiente de velocidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZONA DE SAÍDA 
Taxa de coleta de água decantada (r) = 0,003 m3/s.m 
Módulo dimensional dos vertedores triangulares (y) = 0,05 m 
Largura das calhas (b) = 0,25 m 
Espessura das paredes da calha (e) = 0,10 m 
 
Número de calhas de cada decantador 
 
 
 
 
 
 
 
 
Número real de vertedores por decantador 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fator de multiplicidade comum 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 59 
 
Número real de vertedores triangulares de cada decantador 
 
 
Comprimento útil total de placas com vertedores por decantador 
 
 
Comprimento útil de cada calha 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lâmina máxima em cada calha 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Filtração 
Tipo de leito filtrante: camada única de areia 
Taxa de filtração (R) = 150 m3/m2.d 
Sistema de coleta de água filtrada: fundo falso 
Número de filtros (N) = 3 
 
Taxa de filtração 
 
 
 
 
 
 
 
 
Comprimento do leito filtranteLargura do leito filtrante 
 
 
 
 
 
 
 
 
Área superficial de cada leito filtrante 
 
 
Taxa de filtração real 
 
 
 
 
 
 
 
 
Características do leito filtrante: 
Altura da camada única de areia (H4) = 0,70 m 
Tamanho efetivo (d10) = 0,50 mm 
Coeficiente de uniformidade (CU) = 1,5 
Tamanho efetivo dos grãos de 0,35 a 1,2 mm 
A camada suporte (H3) será constituída por 5 subcamadas de pedregulho com as seguintes 
especificações: 
Subcamada 
Tamanho dos Pedregulhos (mm) Altura 
(cm) Mínimo Máximo 
Primeira 2,4 4,8 7,5 
Segunda 4,8 12,5 7,5 
Terceira 12,5 19,0 10,0 
Quarta 19,0 38,0 10,0 
Quinta 38,0 63,0 15,0 
Total 50 
 
Entradas e saídas do filtro: 
 
Entrada de água decantada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Adotar 350 mm 
 
Saída de água filtrada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 250 mm 
 
Entrada de água para lavagem 
 
 
 
 
 
Adotar 400 mm 
 
Saída de água de lavagem 
 
 
 
 
 
Adotar 560 mm 
 
Dreno de fundo 
 
 
 
 
 
Adotar 100 mm 
 
Altura parcial do filtro: 
 
Altura do fundo falso 
 
 
Espessura da laje do fundo falso (cálculo estrutural) 
 
 
Espessura da camada suporte 
 
 
Espessura do leito filtrante 
 
 
Lâmina máxima da água sobre o leito filtrante 
 
 
Borda livre 
 
 
Altura total do filtro 
 
 
 
Expansão da areia durante a lavagem (0,3 ≤ EA ≤ 0,5) 
 
 
Velocidade ascensional da água durante a lavagem (espaçamento entre bocais (e) = 0,2 m) 
 
 
 
 
 
 
 
Vazão de água na lavagem 
 
 
 
Calhas de coleta de água de lavagem: 
Largura das calhas (b) = 0,40 m 
Comprimento das calhas (L) = 6,6 m 
Espessura de paredes e fundos de calhas (e) = 0,15 m 
Borda livre nas calhas (hL) = 0,1 m 
Distância da face inferior das calhas à superfície do leito filtrante (DF) = 0,5 m 
 
Número de calhas (F ≤ 2,1 m) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distância de borda de calhas extremas a parede 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profundidade das calhas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 0,5 m 
 
Volume de água para lavagem (TL) = 10 min 
 
 
 
Volume do reservatório 
 
 
 
Área do reservatório (ф = 10 m) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profundidade útil do reservatório 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 7,0 m 
 
Altura do fundo do reservatório de água de lavagem: 
 
Perda de carga na tubulação (calculado) 
 
 
Perda de carga nos bocais de distribuição (dados do fabricante) 
 
 
Perda de carga na camada suporte 
 
 
Perda de carga no leito filtrante 
 
 
Lâmina vertedora sobre as bordas das calhas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Altura adicional 
 
 
Desnível mínimo do fundo do reservatório às bordas das calhas 
 
 
Adotar 4,0 m 
 
Vazão de recalque para alimentação do reservatório de água de lavagem (TR = 3600 s) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Produtos Químicos 
 
Determinação do consumo de cal 
Teor de cal = 30 mg/L 
Percentual de impureza da cal = 15% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Determinação do consumo de flúor 
Teor de flúor = 1,0 mg/L 
Percentual de impureza do fluoreto de sódio = 3,5% 
Peso do NaF = 42g 
Peso F = 19g 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Determinação de coagulante (Al2(SO4)3) 
Teor de Al2(SO4)3 = 15 a 25 mg/L 
Percentual de alumina = 15,65% 
 
Percentual de impureza do Al2(SO4)3 
 
 
 
 
 
 
 
 
Consumo mínimo e máximo de Al2(SO4)3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Consumo de Cloro 
Teor de cloro = 5,0 mg/L 
Peso específico do cloro = 0,000057 kg/m3 
Percentual de impureza = 0% 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adotar 3 cilindros de 900 kg 
 
Consumo (kg/d) Número de Cilindros de 900 kg 
Mínimo Máximo Serviço Reserva Total 
54 180 1 2 3 
180 360 2 4 6 
360 540 3 6 9 
540 720 4 8 12 
720 Usar Evaporadores