Rangos Económicos De Bombeo

Tarea 1 – Rangos Económicos de Bombeo

El propósito de este trabajo es la determinación de rangos económicos de bombeo de flujo de agua en tubería de PVC comercia disponible en el mercado colombiano.

Para esto se determinaron los precios de cada elemento (tubería y accesorios) de acuerdo a las tablas suministradas como anexo al enunciado. Para algunos elementos no fueposible encontrar sus precios por lo que algunos datos fueron calculados con base a la tendencia de los precios que sí fueron encontrados. Se supuso que la tubería tenía una longitud total de 300 metros y era completamente horizontal. Dada la restricción de que por cada 30 metros lineales de tubería debería haber dos codos, una T y dos válvulas de compuerta, se calculó el precio total de 20 codos, 10T y 20 válvulas de compuerta. A continuación se presentan los precios de cada elemento y su costo total.

Tabla 1. Precios Elementos de Tubería (COVAL, 2012)
TIPO | DIAMETRO | RDE | PRECIO TUBO | PRECIO CODO | PRECIO T | PRECIO VALVULA COMPUERTA | PRECIO TOTAL TUBERIA |
Extremo liso | 1/2 | 9 | $ 14.380 | $ 394 | $ 522 | $ 267.672 | $ 6.085.549 |
Extremo liso | 3/4 | 21 | $ 12.720 | $ 634| $ 885 | $ 261.430 | $ 5.886.130 |
Extremo liso | 1 | 21 | $ 17.840 | $ 1.242 | $ 1.729 | $ 258.792 | $ 6.109.975 |
Extremo liso | 1 1/2 | 21 | $ 41.972 | $ 4.460 | $ 5.865 | $ 265.624 | $ 7.558.940 |
campana | 2 | 21 | $ 35.003 | $ 16.461 | $ 9.340 | $ 256.360 | $ 7.299.970 |
campana | 2 1/2 | 21 | $ 51.342 | $ 21.155 | $ 22.153 | $ 315.722 | $ 9.526.160 |
campana | 3 | 21 | $ 76.711| $ 38.327 | $ 35.258 | $ 372.360 | $ 12.401.870 |
campana | 4 | 21 | $ 126.505 | $ 73.591 | $ 76.940 | $ 482.560 | $ 18.217.670 |
campana | 6 | 21 | $ 274.784 | $ 196.502 | $ 227.487 | $ 871.160 | $ 37.367.308 |
campana | 8 | 21 | $ 468.219 | $ 467.296 | $ 412.784 | $ 1.288.760 | $ 62.659.905 |
campana | 10 | 21 | $ 737.143 | $ 1.016.345 | $ 669.847 | $ 2.679.600 | $ 117.474.522 |campana | 12 | 21 | $ 1.031.406 | $ 1.379.368 | $ 968.435 | $ 3.350.080 | $ 155.843.609 |
  | Estimado | | | | | | |

Ahora bien, dado que el objetivo es determinar los rangos de tasa de flujo de agua más económico se determinó que la velocidad promedio debería tener un valor entre 0,91 y 1,22 m/s, como se muestra en la siguiente tabla.

Tabla 2. Velocidades Económicas para cada tipo detubería (Cruz, 2007)
TIPO DE TUBERÍA | U/M | VELOCIDAD ECONÓMICA |
De conducción | m/s, (pies/s) | 0,91 a 1,22 (3 a 4) |
De descarga | | 1,25 a 2,50 (4,10 a 8,20) |

Además, se determinó el diámetro interno para cada diámetro comercial de tubería de PVC. Este valor se calculó usando la relación diámetro espesor (RDE) o una relación diámetro espesor igual a 21, los resultados de estoscálculos se presentan a continuación donde el caudal más económico está dado por la siguiente ecuación:

veconomica* Atransversal= Qeconomico

Tabla 3. Resultados calculo caudal económico para cada diámetro comercial de tubería.
TIPO | DIAMETRO (in) | RDE | DIAMETRO EXT (in) | DIAMETRO INT (in) | ESPESOR (in) | AREA (m2) | Q ECONO (m3/s) |
Extremo liso | 1/2 | 9 | 0,84000 | 0,74667 | 0,09333 |0,00028 | 0,00034 |
Extremo liso | 3/4 | 21 | 1,05000 | 1,00000 | 0,05000 | 0,00051 | 0,00062 |
Extremo liso | 1 | 21 | 1,31500 | 1,25238 | 0,06262 | 0,00079 | 0,00097 |
Extremo liso | 1 1/2 | 21 | 1,90000 | 1,80952 | 0,09048 | 0,00166 | 0,00202 |
campana | 2 | 21 | 2,37500 | 2,26190 | 0,11310 | 0,00259 | 0,00316 |
campana | 2 1/2 | 21 | 2,87500 | 2,73810 | 0,13690 | 0,00380 | 0,00463 |campana | 3 | 21 | 3,50000 | 3,33333 | 0,16667 | 0,00563 | 0,00687 |
campana | 4 | 21 | 4,50000 | 4,28571 | 0,21429 | 0,00931 | 0,01135 |
campana | 6 | 21 | 6,62500 | 6,30952 | 0,31548 | 0,02017 | 0,02461 |
campana | 8 | 21 | 8,62500 | 8,21429 | 0,41071 | 0,03419 | 0,04171 |
campana | 10 | 21 | 10,75000 | 10,23810 | 0,51190 | 0,05311 | 0,06480 |
campana | 12 | 21 | 12,75000 | 12,14286...