Sistema red de incendio

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura.
Escuela de Ingeniería Mecánica
Mecánica de los Fluídos

SISTEMA RED DE INCENDIO | 20 de noviembre
2009
|
| |
Basso, Nicolas B-3685/4
Chiodi, David C-
Ciarrocchi Rivas, Darío C-4103/3
Spencieri, Cristian Andrés S-3168/2


-------------------------------------------------
PARTE 1:LINEA DE SUCCIÓN

DATOS:

Q=800 m3h
γagua=1000 kgm3

ϕtuberia=18"=0,4572 m

Aϕ18"=π ϕ24=0,164 m2

vϕ18"=QAϕ18"=1,355 ms

Calculo de la presión p1 a la salida del tanque.
Altura del tanque: z0 = 13 m.
Altura de la tubería diámetro 18”: zϕ18" = 1,169 m

La presión a la salida (en la tubería de diámetro 18”): p1=11737kgm2=1,174kgcm2
x
z
y

Línea de succión tubería 18”
F1yF2y
F2z
F3y
F1z
F3z
CODO 1 (45°)
Caudal 800 m3/h
Considero que actúa como un codo a 45° (CODO 3)
CODO 2 (45°)
Caudal 1600 m3/h

z

Línea de succión tubería 18”
Línea de succión tubería 18”

F2y
F2y

Calculo de la Fuerza en el codo 1 (tubería de 18”).
z
y

45°
F1y = 32928 kg
F1z = 79496 kg
V2
V1
p2
p1

P1=P2=p1∙Aϕ18"=1925 kg

Fy=γg Q (-v2 cos45-v1)
P1+F1y-P2cos45=γg Q (v2 cos45-v1)
F1y=32928 kg

Fz=γg Q (-v2 sen45-0)
P2 sen45+F1z=γg Q (-v2 sen45)
F1y=79496 kg

CODO 1 | F1Y=32928 kg (→) | F1z=79496 kg (↗) |
CODO 2 | F2Y=32928 kg (→) | F2z=79496 kg (↗) |
CODO 3 (Q=1600 m3/h) | F3Y=65856 kg (←) | F3z=158992 kg (↙) |

F1Y + F2Y = F3Y
F1z + F2z = F3z

Por lo tanto el sistema se mantiene en equilibrio.-------------------------------------------------
1,169m
0,352m
1,102m
x
z
y
FRx =138488 kg
FRz =385826 kg
F6z
F(12”-10”)x
F5z
F4z
F4y
Reducción sección de la tubería: 18” a 12”
F(18”-12”)z
F5y
CODO 6 (90°)
Caudal 800 m3/h
CODO 4 (90°)
CODO 5 (90°)

B
F6x
Reducción sección de la tubería: 12” a 10”
PARTE 2: CARGA DE LA BOMBA

Q=800 m3h
γagua=1000 kgm3

ϕtuberia=18"=0,4572 m

Aϕ18"=π ϕ24=0,164 m2vϕ18"=QAϕ18"=1,355 ms

ϕtuberia=12"=0,3048 m

Aϕ12"=π ϕ24=0,073 m2

vϕ12"=Aϕ18"Aϕ12" vϕ18"=3,044 ms

ϕtuberia=10"=0,254 m

Aϕ10"=π ϕ24=0,0507 m2

vϕ10"=Aϕ12"Aϕ10" vϕ12"=4,383 ms

REDUCCIÓN 18”-12” | F(18”-12”)z= 136701 kg (↓) | |
CODO 4 | F4Y= 249125 kg (↘) | F4z= 249125 kg (↓) |
CODO 5 | F5Y= 249125 kg (↖) | F5z= 249125 kg (↓) |
CODO 6 | F6x= 247402 kg (←) | F6z= 249125kg (↑) |REDUCCIÓN 12”-10” | F(12”-10”)x= 108914 kg (→) | |

FUERZAS RESULTANTES EN LA BOMBA |
FRx =138488 kg (→) | FRz =385826 kg (↑) |

Calculo de la fuerza en la reducción de la sección de la tubería: 18” a 12”.

A 18”= 0,4572 m2
F(18”-12”)z = 136701 kg
V3
V2
p2
p3
A 12”= 0,073 m2
x
z
y

Calculo de la presión p3 en la reducción.
Altura del tanque: z2 = 1,169 m.
Altura de latubería diámetro 18”: z3 = 0,352 m

La presión a la salida de la reducción 18” – 12” es: p3=12175kgm2=1,2175kgcm2

P1=P2=p1∙Aϕ18"=1925 kg
P3=p3∙Aϕ12"=888,775 kg

Fz=γg Q (-v3+v2)
P3-F(18"-12") z-P2=γg Q (-v3+v2)
F(18"-12") z=136701 kg

Calculo de la Fuerza en el codo 4 (tubería de 12”).

F4y = 249125 kg
F4z = 249125 kg
V4
V3
p3
p4
z
y

P3=P4=p3∙Aϕ12"=888,775 kg

Fy=γg Q(-v4-0)
P4+F4y=γg Q (-v4-0)
F4y=249125 kg

Fz=γg Q (0+v3)
-P3-F4z=γg Q v3
F4z=249125 kg

La fuerza F4y es igual y opuesta a la fuerza F5y, por lo tanto se anulan entre sí.

Calculo de la Fuerza en el codo 6 (tubería de 12”).

F6z = 249125 kg

z
x

F6x = 247402 kg
p6

V6

V4

p4

Calculo de la presión p6 .
Altura del tanque: z4 = 0,352 m.
Altura de la tubería diámetro 18”: z6= 1,102 m

La presión a la salida del codo 6 es: p6=11425kgm2=1,1425kgcm2

P3=P4=p3∙Aϕ12"=888,775 kg
P6=p6∙Aϕ12"=834,025 kg

Fx=γg Q (v6-0)
P6-F6x=γg Q (v6-0)
F6x=247402 kg

Fz=γg Q (0-v4)
P4+F6z=γg Q (-v4)
F6z=249125 kg

La fuerza F6z es igual y opuesta a la fuerza F5z, por lo tanto se anulan entre sí.
Calculo de la fuerza en la reducción de la sección de la tubería: 12” a...
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