Diseño de una red abierta de acueducto

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EJERCICIO DISEÑO DE UNA RED ABIERTA Datos de Entrada Caudales para una zona hotelera entre [10 – 30 L/s] o [0.01 – 0.03 m³/s] Temperatura= 20 ˚C Viscosidad Cinemática del Agua (µ) =1.007*10-6 m²/s Densidad del agua (ρ)=998 kg/m³ Tubería en P.V.C Ks= 0.0015 mm =0.0000015 m Distribución de la red abierta con sus respectivas longitudes y cotas.

Válvula

Codo 45° Codo 45° Ventosa Codo 45°

TeCodo 45°

Válvula Te Codo 45° Válvula Codo 45° Te Codo 45° Codo 45°

Codo 45°

Codo 45°

Perdidas Menores por Accesorios:

Cantidad Accesorios 6 T en sentido recto 3 Válvula de Corte Compuerta abierta 3 Codo 45 ˚ 1 Entrada 7 Reducción

Km 0,3 0,2 0,4 1 0,35 Total Perdidas

Km Total 1,8 0,6 1,2 1 2,45 4.6

Desarrollo Primero suponemos los caudales para cada una de las viviendassegún el rango de [10 – 30 L/s] o [0.01 – 0.03 m³/s]

V1=28 L/s = 0.028 m³/s V2=25 L/s = 0.025 m³/s V3=18 L/s = 0.018 m³/s V4=20 L/s = 0.020 m³/s V5=15 L/s = 0.015 m³/s V6=12 L/s = 0.012 m³/s V7=25 L/s = 0.025 m³/s Para garantizar un suministro a las viviendas, a cada una de las cotas de la vivienda le sumamos 20 m.c.a. Cota V1 = 2493+20 = 2513 m Cota V2 = 2485+20 = 2505 m Cota V3 = 2438+20 =2458 m Cota V4 = 2423+20 = 2443 m Cota V5 = 2380+20 = 2400 m Cota V6 = 2375+20 = 2395 m Cota V7 = 2370+20 = 2390 m Posteriormente suponemos la cabeza inicia en los tres nodos: N1=2530 m N2=2480 m N3=2430 m Distribución por caudales para cada tramo T1 – N1 = 0.143 m³/s N1 – V1 = 0.028 m³/s

N1 – V2 = 0.025 m³/s N1 – N2 = 0.09 m³/s N2 – V3 = 0.018 m³/s N2 – V4 = 0.020 m³/s N2 – N3 = 0.052 m³/s N3 –V5 = 0.015 m³/s N3 – V6 = 0.012 m³/s N3 – V7 = 0.025 m³/s

Tramo T1 a N1

Cancelando la velocidad en el tanque tenemos:

Para iniciar calculamos un hf estático con la diferencia de las cotas entre los dos puntos:

Se supone un diámetro inicial de 2” (0.0508 m) con el cual se determina una velocidad. √ √ ( √ √ )

√ √

(

√ √

)

Con este valor de velocidad proseguimos adeterminar el diámetro:

A continuación proseguimos a determinar el valor de hm:

De esta manera se procede a realizar el mismo procedimiento de una forma iterativa con los diferentes diámetros comerciales. Hasta obtener un caudal parecido al del tramo T1 a N1 (0.143 m³/s) los cálculos se presentan en la siguiente tabla.

hf (m)
15,25 15,25 15,25 15,25 15,25 15,25 15,25

14,13769 14,2253914,21849 14,21904

D (in) 2 3 4 6 8 10 12 12 12 12 12

D (m) 0,0508 0,0762 0,1016 0,1524 0,2032 0,254 0,3048 0,3048 0,3048 0,3048 0,3048

V(m/s) 0,93679 1,19802 1,42489 1,81681 2,15661 2,46209 2,74268 2,63234 2,64118 2,64048 2,64054

Q (m³/s) 0,00190 0,00546 0,01155 0,03314 0,06994 0,12476 0,20012 0,19207 0,19272 0,19267 0,19267

hm (m) 0,085019 0,139046 0,196694 0,319780 0,450582 0,5872750,728755 0,671297 0,675814 0,675459 0,675487

Tramo N1 a V1

Dado que la velocidad en el tramo es constante se cancela la velocidad uno y la velocidad dos. Despejando el hf tenemos:

Para iniciar calculamos un hf estático con la diferencia de las cotas entre los dos puntos:

De esta manera se procede a realizar el mismo procedimiento de una forma iterativa, con los diferentes diámetroscomerciales. Hasta obtener un caudal parecido al del tramo N1 a V1 (0.028 m³/s); los cálculos se presentan en la siguiente tabla.

hf (m)
17 17 17 17 16,49244 16,50878 16,50826 16,50827

D (in)
2 3 4 6 6 6 6 6

D (m)
0,0508 0,0762 0,1016 0,1524 0,1524 0,1524 0,1524 0,1524

V(m/s)
1,89038 2,41151 2,86344 3,64313 3,58400 3,58592 3,58586 3,58586

Q (m³/s)
0,00383 0,01100 0,02321 0,066460,06538 0,06541 0,06541 0,06541

hm (m)
0,136659 0,222390 0,313556 0,507561 0,491219 0,491745 0,491728 0,491729

Tramo N1 a V2

Dado que la velocidad en el tramo es constante se cancela la velocidad uno y la velocidad dos. Despejando el hf tenemos:

Para iniciar calculamos un hf estático con la diferencia de las cotas entre los dos puntos:

De esta manera se procede a realizar el mismo...
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