Fontaneria

DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCION ARQUITECTONICA
ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA
LAS PALMAS DE GRAN CANARIA

FONTANERÍA
TEMA II.

CONCEPTOS
FÍSICOS
BÁSICOS.
CORRECCIÓN
PARA
CONDICIONES REALES. PÉRDIDAS DE CARGA Y APLICACIÓN
EN EL CÁLCULO DE REDES.

MANUEL ROCA SUAREZ
JUAN CARRATALA FUENTES
JAVIER SOLIS ROBAINA

FONTANERIA
TEMA II.
CONCEPTOS FÍSICOS BÁSICOS. CORRECCIÓNPARA CONDICIONES REALES. PÉRDIDAS
DE CARGA Y APLICACIÓN EN EL CÁLCULO DE REDES.
INDICE
II.1

TEOREMA DE BERNOULLI.

II.2

EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL TEOREMA DE BERNOULLI.
II.2.1. Velocidad y caudal de salida por un orificio.
II.2.2. Coeficiente de contracción de una vena líquida.

II.3

APLICACIÓN EN LA PRÁCTICA DEL TEOREMA DE BERNOULLI Y DEL CONCEPTOS DE
RESISTENCIAS.
II.3.1.II.3.2.
II.3.3.
II.3.4.

II.4

Resistencias.
Pérdida de carga en sección constantes.
Pérdida de carga por cambio de sección.
Teorema de Bernoulli corregido.
II.3.4.1 Suministros mediante presión en la red.
II.3.4.2 Suministros mediante depósito elevado.

CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE CARGA.
II.4.1. Fórmula Básica j=f(v2/2g).
II.4.2. Fórmula Clásica.- Davey y Flaumant.
II.4.3. Determinación delas nuevas formulaciones de j.
II.4.3.1.Nuevos conceptos.- Régimen laminar y régimen turbulento.
II.4.3.2.Fórmula polinómica de Collebrock.
II.4.3.3.Hazen- William.

II.5

CÁLCULO DE LAS REDES. PROCESO Y EJEMPLOS.
II.5.1
II.5.2
II.5.3
II.5.4
II.5.5

Planteamiento inicial.
Procedimientos. Método de las velocidades y método de las presiones.
Valores de referencia para lasvelocidades y las presiones del agua.
Ejemplos.
Tablas y ábacos.

2

FONTANERIA
TEMA II. CONCEPTOS FÍSICOS BÁSICOS. CORRECCIÓN PARA CONDICIONES
REALES. PÉRDIDAS DE CARGA Y APLICACIÓN EN EL CÁLCULO DE REDES.
II.1

TEOREMA DE BERNOULLI.

- Enunciado:
En el seno de un líquido perfecto en movimiento ocurre para cualquiera de sus partículas que la
altura piezométrica más la altura cinética más laaltura geométrica - y que se denomina Carga Total
(Ht) - es constante. (fig. 1)

Ht =

p
v2
--- + ---- + Z = K
γ
2g

FIG.1
II.2

EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL TEOREMA DE BERNOULLI.

II.2.1

Velocidad y caudal de salida de un líquido por un orificio.

Sea un gran recipiente de paredes muy delgadas. (fig. 2)

FIG.2
Tomemos el plano de referencia pasando por el centro delorificio de salida.

3

En el punto 1, suficientemente alejado para que se le pueda considerar en reposo, podemos escribir
Ht = 0 + h + 0
El punto 2 - por la delgadez de las paredes del depósito - carece de altura piezométrica; luego
v2
Ht = 0 + 0 + ---2g
Igualando ambas expresiones
v2
h = ----- , de dónde v =
2g

2 gh

que es la velocidad de salida de un líquido en un depósito deparedes delgadas.
El caudal de salida será:
Q = S.v = S x
II.2.2

2 gh

Coeficiente de contracción de una vena líquida.

Si en el orificio anterior aplicamos un corto conducto horizontal se producirán contra sus paredes
presiones, o, lo que es lo mismo, altura piezométrica, por lo que, según el T. de Bernoulli, la altura
cinética tendrá que disminuir:
v2
v´2
0 + 0 + ---- = 0 + hp + ---- ,(v´< v).
2g
2g

Como

v=

2 gh

v´= ϕ

ϕ 50 mm, especialmente de
fundición, y su utilización está respaldada por la normativa francesa en la distribución de agua a los
municipios rurales.
FLAMANT (1.891) formula "b" de la siguiente manera
α
b = -------------(Dv)1/4
con lo que
v2
v8/4 - 1/4
J = 4 α ------------- = 4 α -------------D5/4 v1/4
D5/4
llamando m al producto 4 αtenemos
v7/4
J = m -----------D5/4

[5]

siendo,
J = pérdida de carga por ml de tubería en m.c.a.
v = velocidad media circulante en m/seg
D = diámetro de la tubería en metros
m = constante del material de la tubería

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VALORES DE m PARA TUBERIAS NUEVAS
Fundición
Acero
Cobre
PVC
Material idealmente liso

740
700
570
560
509

x
x
x
x
x

10-6
10-6
10-6
10-6
10-6...