Ingeniero civil
Páginas: 11 (2555 palabras)
Publicado: 18 de marzo de 2014
ANEXO DE DISEÑO: DISEÑO HIDRÁULICO TUBERÍA DE PRESIÓN
La tubería de presión es el conducto forzado encargado de llevar el agua desde el tanque de carga hasta la turbina, para la generación de energía. Se desarrolla entre las cotas 565 msnm en el tanque de carga y 487 msnm en la casa de máquinas, venciendo un desnivel aproximado de 78,00 metros, en una pendiente localizada a unos 450 metrosaguas arriba de la confluencia del río Baboso con el río Mira.
Con el fin de mantener las características del paisaje natural la tubería de presión será enterrada, siguiendo en lo posible el perfil del terreno, con varios cambios de dirección verticales.
El diseño de la tubería de presión responde a los siguientes requerimientos:
Conducir el agua a presión con un caudal máximo de 1,50 m3/sResistir las presiones hidrostáticas e hidrodinámicas que se presenten durante la operación normal y transitoria del sistema hidráulico.
Resistir la presión exterior del relleno de la zanja en el caso del vaciado de la tubería
1 TRAZADO EN PLANTA
De acuerdo con las condiciones topográficas de la zona y con la ubicación de la casa de máquinas, la tubería de presión se inicia con un cortotramo de 6,00 m en la misma dirección del tanque de carga, con un rumbo S 24,72º W; luego describe una curva horizontal hacia la izquierda con una deflexión de 22,77º y sigue hasta la casa de máquinas con un rumbo S 1,95º W.
El trazado planimétrico de la tubería de presión se presenta en el siguiente Cuadro.
PUNTO
COORDENADAS
DISTAN.
AZIMUT
DEFLEX.
ABSCISA
DESCRIPCIÓN
NORTE
ESTEm
º
º
TP1
10098501,178
783353,455
0,000
Inicio tuberia
6,000
204,720
TP2
10098495,728
783350,946
22,770
6,000
Codo espacial
159,150
181,950
V
10098336,670
783345,531
0,002
165,150
Válvula entrada
2,349
181,951
T
10098334,322
783345,451
167,499
Turbina
2 TRAZADO EN PERFIL
El trazadoaltimétrico de la tubería de presión sigue el perfil natural del terreno, considerando una profundidad media de zanja de alrededor de 2,50 m, para reducir la excavación.
El perfil obtenido tiene 3 codos verticales convexos y 4 codos verticales cóncavos; el punto de mayor inflexión se presenta en el codo inferior cóncavo con una deflexión igual a 26,053º.
La longitud desarrollada de la tuberíadesde el tanque de carga hasta la válvula de guardia, tipo mariposa, es aproximadamente igual a 186,00 m. El trazado altimétrico de la tubería se presenta en el Cuadro 1.
3 DIÁMETRO Y MATERIAL DE LA TUBERÍA DE PRESIÓN
En el estudio de optimización de la potencia se obtuvo, para la alternativa seleccionada, un diámetro económico igual a 0,95 m; no obstante, considerando que la curva deoptimización es muy plana se decidió adoptar una tubería de 0,90 m de diámetro interior.
Para el caudal de diseño, igual a 1,50 m3/s, la velocidad de circulación del agua en la tubería será igual a 2,36 m/s
3.1 MATERIAL DE LA TUBERÍA DE PRESIÓN1
El material de cambio de la tubería se realiza por las siguientes condiciones favorables que ayudarán optimizar a la central hidroeléctrica Mira:
Enla explotación y conservación:
Alta resistencia a la corrosión y a los ataques químicos de los efluentes
Ausencia de mantenimiento, es decir no necesita protección interna ni externa por lo tanto baja el costo de manutención de los sistemas de protección
Estabilidad en el tiempo, en un rango de temperaturas de -30°c a 100° c, el plástico reforzado con fibra de vidrio no se fragiliza ni seablanda pues es un material termorrígido y no termoplástico
Menor coeficiente de rozamiento, prácticamente invariable a lo largo de la vida útil, lo que garantiza mayor caudal a igualdad de diámetro
Menor peligro de incrustaciones por la gran lisura interior
Gran resistencia al desgaste y a la abrasión; elevada resistencia al impacto por la tenacidad y capacidad de absorción conferida por la...
La tubería de presión es el conducto forzado encargado de llevar el agua desde el tanque de carga hasta la turbina, para la generación de energía. Se desarrolla entre las cotas 565 msnm en el tanque de carga y 487 msnm en la casa de máquinas, venciendo un desnivel aproximado de 78,00 metros, en una pendiente localizada a unos 450 metrosaguas arriba de la confluencia del río Baboso con el río Mira.
Con el fin de mantener las características del paisaje natural la tubería de presión será enterrada, siguiendo en lo posible el perfil del terreno, con varios cambios de dirección verticales.
El diseño de la tubería de presión responde a los siguientes requerimientos:
Conducir el agua a presión con un caudal máximo de 1,50 m3/sResistir las presiones hidrostáticas e hidrodinámicas que se presenten durante la operación normal y transitoria del sistema hidráulico.
Resistir la presión exterior del relleno de la zanja en el caso del vaciado de la tubería
1 TRAZADO EN PLANTA
De acuerdo con las condiciones topográficas de la zona y con la ubicación de la casa de máquinas, la tubería de presión se inicia con un cortotramo de 6,00 m en la misma dirección del tanque de carga, con un rumbo S 24,72º W; luego describe una curva horizontal hacia la izquierda con una deflexión de 22,77º y sigue hasta la casa de máquinas con un rumbo S 1,95º W.
El trazado planimétrico de la tubería de presión se presenta en el siguiente Cuadro.
PUNTO
COORDENADAS
DISTAN.
AZIMUT
DEFLEX.
ABSCISA
DESCRIPCIÓN
NORTE
ESTEm
º
º
TP1
10098501,178
783353,455
0,000
Inicio tuberia
6,000
204,720
TP2
10098495,728
783350,946
22,770
6,000
Codo espacial
159,150
181,950
V
10098336,670
783345,531
0,002
165,150
Válvula entrada
2,349
181,951
T
10098334,322
783345,451
167,499
Turbina
2 TRAZADO EN PERFIL
El trazadoaltimétrico de la tubería de presión sigue el perfil natural del terreno, considerando una profundidad media de zanja de alrededor de 2,50 m, para reducir la excavación.
El perfil obtenido tiene 3 codos verticales convexos y 4 codos verticales cóncavos; el punto de mayor inflexión se presenta en el codo inferior cóncavo con una deflexión igual a 26,053º.
La longitud desarrollada de la tuberíadesde el tanque de carga hasta la válvula de guardia, tipo mariposa, es aproximadamente igual a 186,00 m. El trazado altimétrico de la tubería se presenta en el Cuadro 1.
3 DIÁMETRO Y MATERIAL DE LA TUBERÍA DE PRESIÓN
En el estudio de optimización de la potencia se obtuvo, para la alternativa seleccionada, un diámetro económico igual a 0,95 m; no obstante, considerando que la curva deoptimización es muy plana se decidió adoptar una tubería de 0,90 m de diámetro interior.
Para el caudal de diseño, igual a 1,50 m3/s, la velocidad de circulación del agua en la tubería será igual a 2,36 m/s
3.1 MATERIAL DE LA TUBERÍA DE PRESIÓN1
El material de cambio de la tubería se realiza por las siguientes condiciones favorables que ayudarán optimizar a la central hidroeléctrica Mira:
Enla explotación y conservación:
Alta resistencia a la corrosión y a los ataques químicos de los efluentes
Ausencia de mantenimiento, es decir no necesita protección interna ni externa por lo tanto baja el costo de manutención de los sistemas de protección
Estabilidad en el tiempo, en un rango de temperaturas de -30°c a 100° c, el plástico reforzado con fibra de vidrio no se fragiliza ni seablanda pues es un material termorrígido y no termoplástico
Menor coeficiente de rozamiento, prácticamente invariable a lo largo de la vida útil, lo que garantiza mayor caudal a igualdad de diámetro
Menor peligro de incrustaciones por la gran lisura interior
Gran resistencia al desgaste y a la abrasión; elevada resistencia al impacto por la tenacidad y capacidad de absorción conferida por la...
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