Ingenieria

Facultad de Ingeniería Civil

Curso:
Mecánica de Fluidos

Tema:
Redes de Tubería – Urbanización Los Cocos del Chipe.

Integrantes:

Profesor:
Ing. Marina Farías de Reyes.



Piura, de Noviembre del 2014




INTRODUCCIÓN
Una red cerrada de tuberías es aquella en la cual los conductos que la componen se ramifican sucesivamente, conformando circuitos. Existen muchosejemplos clásicos de conformación de redes cerradas de tuberías, sin embargo, en esta oportunidad, el análisis se centrará en las redes de distribución de agua. Estas forman ramificaciones sucesivas de tuberías, siguiendo el trazado de las calles y vías de acceso, conformando circuitos o anillos cerrados, de manera que el agua, en un nudo de la red, puede venir por dos o más direcciones distintas, locual presenta la ventaja de no interrumpirse el suministro en los eventos de reparación o de mantenimiento.
El siguiente trabajo tiene como objetivo el análisis de una red cerrada de tuberías mediante planteamiento de un sistema de ecuaciones no lineales para determinar la distribución de caudales por el método de Hardy Cross, en la cual encontramos nodos en los que se generan pérdidas, seestablecen condiciones de velocidad y presión en todo el sistema para una óptima operación en la vida real. Para desarrollar el cálculo de esta red trabajamos con tubería de PVC y mediante la ecuación de Hazen Williams obtenemos las perdidas.
OBJETIVOS
GENERAL:
Análisis de una red cerrada de tuberías mediante el método de Hardy Cross.
ESPECÍFICOS:
Analizarla distribución inicial de caudalescon la distribución final
Calcular las velocidades en cada tramo de la red
Calcular las presiones (dentro de los rangos establecidos)

MARCO TEÓRICO
EL MÉTODO DE HARDY CROSS
GENERALIDADES

El Método de Hardy Cross, está basado en el cumplimiento de dos principios o leyes:
Ley de continuidad de masa en los nudos.
Ley de conservación de la energía en los circuitos.

El planteamientode esta última ley implica el uso de una ecuación de pérdida de carga, bien sea la ecuación de Darcy & Weisbach , o bien, la ecuación de Hazen Williams, que ha sido la que hemos empleado para nuestros cálculos.
La ecuación de Hazen Williams se utiliza particularmente para determinar la velocidad del agua en tuberías circulares llenas, o conductos cerrados es decir, que trabajan a presión.
Elmétodo de Hardy Cross es un método iterativo que parte de la suposición de los caudales iniciales en los tramos, satisfaciendo la ley de continuidad de masa en los nudos, los cuales corrige sucesivamente con un valor particular Q, en cada iteración se deben calcular los caudales actuales o corregidos en los tramos de la red. Ello implica el cálculo de los valores de Q’ de todos y cada uno de los tramosde tuberías de la red.


FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE HARDY CROSS
El método se fundamenta en las dos leyes siguientes:
Ley de continuidad de masa en los nudos: "La suma algebraica de los caudales en un nudo debe ser igual a cero"
∑▒Q=0
Ley de Conservación de la energía en los circuitos: "La suma algebraica de las "pérdidas" de energía en los tramos que conforman un anillo cerrado debe serigual a cero".
∑▒Hp= 0






PROCEDIMIENTO
DISTRIBUCIÓN DE CAUDALES

La distribución de caudales en el sistema se llevó a cabo de manera aleatoria, buscando siempre que la sumatoria de las mismas en los nodos fuese cero, cumpliendo siempre con la ecuación de continuidad en la cual se dice que el caudal que entra debe ser igual al que sale, todo esto teniendo en cuenta que en alguno deestos nodos se presentaba pérdidas de caudal y por tanto una disminución en el caudal total que recorría la tubería, al final la distribución de caudales establecida y calculada (Hardy-Cross) fue capaz de cumplir con las condiciones de la red. El sentido que se asignó a cada uno de los tramos es en sentido horario para establecer un orden y mejor cálculo entre tramos del mismo circuito, además...