En el marco de la implementación del nuevo modelo educativo institucional, en el cual nos enfocamos en un proceso de enseñanza aprendizaje innovador, en donde






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Válvula de aire:

Se ubicaran en los picos más altos del sistema y deberán de ser de µ § para tuberías mayor de 12”.

válvula de limpieza:

Se ubicaran en las partes más bajas de la red, y en función de µ § del diámetro de la tubería considerada.

Anclajes: en todos los accesorios

Cobertura: 1.20 m*s/la tubería (Invert).

Almacenamiento:

Los tanques de almacenamiento juegan un papel básico para el diseño del sistema de distribución de agua tanto desde el punto de vista económico así como su importancia en el funcionamiento hidráulico del sistema y en el mantenimiento de un servicio eficiente.

Funciones:

Compensar las variaciones de consumo diario (durante el día).

Mantener las presiones de servicio en la red de distribución.

Atender situaciones de emergencia, tales como incendios, interrupciones en el servicio por daño de tuberías de conducción o de estacionamiento de bombeo.

Para el diseño del tanque de almacenamiento se debe considerar:

capacidad o volumen de almacenamiento.

Ubicación.

Tipos de tanque.

Materiales de construcción.

El volumen de almacenamiento es función de varios factores:

compensación de variación horaria.

Emergencias por incendios.

Reservas para cubrir danos e interrupciones en el servicio de alimentación por la fuente.

Funcionamiento por parte del sistema.

- Volumen compensado de variaciones horarios (vc), para población < 20000 habitantes µ §25% * Q promedio y para población >20000 habitantes µ §se determina en base a la curva masa. El 25% representa 6 horas de consumo.

- El volumen de reserva para eventualidades. (emergencia) (VR) = 15% Q promedio diario.

La curva masa se obtiene a partir del registro histórico de consumo de agua, escogiéndose el ano y día mas critico.

Las normas para acueductos rurales:

Volumen de incendio (vi):

Para población <2000 habitantes no se considera. Considerar un incendio de dos horas y un Q=5 a 10 µ § dependiendo.

Para población > 5000 habitantes: µ §

µ §,µ §

Ubicación del tanque:

La ubicación del tanque está determinada principalmente por la necesidad y conveniencia de mantener presiones en la red dentro de los límites de servicio. Están presiones en la red están limitadas por las normas, dentro de un rango que puedan garantizar para las condiciones más desfavorables un Pmin y máx. Por razones económicas.

Áreas rurales: 10 y 50 m.

Áreas urbanas: 14 y 50 m.

Elev. Piez.= elev. punto +Presidual + Perdidas entre ese punto desde mas desf. deseada la red y L.C. hasta el tanque.

Tipos de tanques:

Pueden ser construidos directamente sobre la superficie del suelo o sobre tierra, cuando por razones de servicio haya que elevarlos.

Suelo: concreto armado: rectangular o circular.

Elevados: metálicos o de concreto.

Cuerpo del tanque:

Esféricaµ §presenta menor cantidad de área de paredes para un volumen determinado.

Cilíndricaµ § ventajas estructurales.

Dimensiones: dependiendo de la capacidad requerida. Determinada la capacidad se selecciona la altura del cuerpo del tanque tomando en cuenta la mejor relación µ § .

Considerando que alturas exageradas exigirán mayores espesores por razones de empuje de agua y posibles costos mayores.

Materiales de construcción:

Los tanques elevados pueden construirse de concreto armado o metálicos y dependerán de las condiciones locales, mantenimiento, agresividad por la corrosión, la conveniencia para seleccionar uno de otro tipo. Las dimensiones más económicas para tanques D=H, consumo mínimo de material.

Guía del informe final del proyecto de abastecimiento de agua potable.

Introducción.

Generalidades.

Descripción general de la localidad.

Aspectos sociales y económicos.

Servicios e infraestructura existentes.

Situación actual del suministro de agua.

Descripción del sistema propuesto de abastecimiento de agua.

Fuente de abastecimiento.

Línea de conducción.

Tanque de almacenamiento.

Nivel de servicio.

Tratamiento del agua.

Criterios de diseño.

Periodo de diseño.

Población de diseño.

Donación de agua.

Capacidad de la fuente de abastecimiento.

Variaciones de consumo.

Tanque de almacenamiento.

Red de distribución.

Estudio de población y consumo de agua.

Generalidades.

Crecimiento histórico de la población.

Población actual.

Escogencia de la tasa de crecimiento de la localidad.

Proyección de la población.

Consumo unitario demandado.

Fuente de abastecimiento.

Descripción de la fuente de abastecimiento.

Estación de bombeo.

Criterios de diseño.

Características del equipo de bombeo.

Curva del sistema y punto de operación.

Línea de conducción.

Línea de conducción por bombeo.

Criterios de diseño.

Selección del diámetro económico.

Estudio comparativo.

Selección de la clase de tubería.

Línea de conducción por gravedad.

Criterio de diseño.

Estimación del diámetro.

Revisión de la velocidad.

Tanque de almacenamiento.

Capacidad de almacenamiento.

Volumen por compensación horaria.

Dimensiones.

Materiales de construcción.

Red de distribución.

Criterios de diseño.

Coeficiente de máxima hora.

Estimación del coeficiente de máxima hora.

Selección del factor máxima hora.

Análisis hidráulico de la red.

Procedimiento de diseño.

Concentración de las demandas.

Calculo de los diámetros.

Calculo hidráulico.

Datos de entrada.

Programa Loop T I T L E: CMH N° OF PIPES: 16µ §# de tuberías N° OF NODES: 14 µ § # de nodos PEAK FACTOR: 1µ § factor de variación MAX HL/KM: 10 µ § gradiente piezométrico máximo MAX UMBAL (LPS): .001 µ § desbalance del caudal

TUB.

N° Nodos

De a Longitud (m)Diámetro (mm) C de HW112644.70150150 223148.32150150324148.32150150435197.761001505 47197.76100150656148.3275150 776148.3250150 858197.7675150 9710197.7650150 1089148.325015011109148.3275150 12118197.767515013 1310197.7575150141211148.3210015015 1312148.32100150161413769.29150150

N° de nodosFIXCaudal concentradoElevación10.0019.87090.020.00-2.77096.030.00-2.77095.040.00-2.77092.050.00-2.770100.060.00-2.77098.070.00-2.77095.080.00-2.770105.090.00-2.770100.0100.00-2.77098.0110.00-2.770108.0120.00-2.770110.0130.00-2.770109.0140.0013.370125.0

Nodo de referenciaLínea de grado14128.92Altura del tubo de rebose del contra tanque

Datos de salida

Programa Loop T I T L E: CMH N° OF PIPES: 16µ §# de tuberías N° OF NODES: 14 µ § # de nodos PEAK FACTOR: 1µ § factor de variación MAX HL/KM: 10 µ § gradiente piezométrico máximo MAX UMBAL (LPS): 0 µ § desbalance del caudal

N° de tuberíasDe a nodo nodo Longitud (m)Diámetro (mm)C de HWCaudal (LPS)Veloc (m/s)Perdidas (M/KM)Hp (m)112644.7015015019.871.127.344.78223148.321501509.410.531.840.27324148.321501507.690.441.270.19435197.761001506.640.856.951.37547197.761001504.920.634.000.79656148.32751501.710.392.300.34776148.32501501.060.546.811.01858197.76751502.160.493.530.709710197.76501501.090.567.231.431089148.32501500.750.383.560.5311109148.32751502.020.463.140.4712118197.76751501.360.311.500.30131310197.76751503.700.849.581.89141211148.321001504.130.532.890.43151312148.321001506.900.887.471.11161413769.2915015013.370.763.522.71

N° de nodosCaudal (LPS)Elevación (m)HGL (m)Presión residual119.87090.00131.4541.452-2.77093.00126.7233.723-2.77095.00126.4531.454-2.77092.00126.5334.535-2.770100.00125.0725.076-2.77098.00124.7326.737-2.77095.00125.7430.748-2.770105.00124.8819.389-2.770100.00123.8523.8510-2.77098.00124.3126.3111-2.770108.00124.6716.6712-2.770110.00125.1013.1013-2.770109.00126.2117.211413.370125.00128.923.920

HGL = zi * (P/µ §)

EJERCICIOS RESUELTOS

Que diámetro debe tener una tubería nueva de fundición para transportar el régimen permanente, 550 l/s de agua a través de una longitud de 1800 m con una pérdida de carga de 9 m.

Q= 550 l/s µ §

L= 1800 m µ §

Hp= 9 m µ §

C= 130 D= 0.60 m

Se quieren transportar 520 l/s a través de una tubería de fundición vieja (C1=100) con una pendiente de la línea de alturas piezométricas de 1.0m/1000m teóricamente. ¿Qué numero de tuberías de 40 cm serán necesarias? ¿y de 50 cm? ¿y de 60 cm? ¿y de 90 cm?

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

Comprobar las relaciones del problema es cuando se transportan 520 l/s para una pendiente cualquiera de la luna de alturas piezométricas.

Q= 520 l/s µ §

Hp= 2 m/1000m por Hazen William

L= 1000 m µ §

C= 100 µ §

µ § µ §


µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

Que perdida de carga producirá en una tubería nueva de fundición de 40 cm, un caudal que, en una tubería de 50 cm, también nueva, da lugar a una caída de la línea de altura piezométricas.

µ §

µ § µ §

µ § µ §

µ § µ § µ § µ §

µ § µ §

µ §

µ §

µ §

5) La tuberia compuesta (sistemas de tuberias en serie) ABCD esta constituida por 6000 m de tuberia de 40 cm, 3000 m de 3000 m de 30 cm y 1500 m de 20 cm (c=100). a) calcular el caudal entre A y D es de 60

b) que diametro a de tener una tuberia de 1500 m de longitud, colocada en paralelo con la exixtente de 20 cm y con nodos en C y D para que la nueva seccion C-D sea equivalente a la seccion ABC ( c=100)

c) si entre los puntos C y D se pone en paralelo con la tuberia de 20 cm CD otra de 30 cm y 2400 m de longitud ¿cual sera la perdidad de carga total entre A y D para Q=80 l/s.

µ § µ §

µ §

µ §

Por equivalencia µ § con Q=59 l/s

µ §

µ §

µ §

Como en el tramo CD esta en paralelo y es equivalente al tramo H podemos conocer el caudal del tramo de L=1500 m y D =20 cm

µ §

µ § y µ §

µ §

µ §

Con caudal igual a 80 l/s, las perdidas en las tuberias simples son

µ §

µ §

Como en el tramo CD estan en paralelo y las tuberias de diametro igual a 20 cm L=1500m y diametro de 30 cm , L=2400 m con un caudal total de entrada de Q=80l/s. sabemos q un sistema en paralelo se resuelve :

µ §

µ §

µ §

µ §

Entonces:

µ §

6) un sistema de tuberias en serie ABCD esta formado por una tuberia de 50 cm y 3000 m de longitud, una de 40 cm y 2400 m y otra de 20 cm y L en m? C1=120,

a) que longitud L hara que el sistema ABCD sea equivalente a una tuberia de 37.5 cm de diametro, 4900 m de longitud y C1=100

b) si la longitud de la tuberia de 30 cm que va de C a D fuera de 4900m, que caudal circulara para una tuberia de carga entre A y D de 40 m?

a) µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §, µ §, µ §

Para la tuberia equivalente C=100 , D=0.375

µ §

µ §

µ §

µ §

7) Hallar la longitud de una tuberia de 20cm equivalente al sistema de tuberias en serie construido por una tuberia de 25 cm y 900 m de longitud, una de 20 cm y 450 m y otra de 15 cm y 150 m de longitud (para todas las tuberias C1=120).

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

Comprobacion

Asumamos Q=0.3 m³/s
µ §

µ §

Utilizando las 3 tuberias

µ §

µ §

µ §

8) Los depositos A y D estan conectados por el siguiente sistema de tuberias en serie . la tuberia (A-B) de 500cm y 2400m de longitud , la (B-C) de 40cm y 1800m y la (C-D) de diametro desconocido y 600m de longitud , la diferencia de elevacion entre las superficies libres de los depositos es de 25 cm

a)Determine el diametro de la tuberia CD para el caudal que circula entre A y D 180l/s si µ §= 120 para todas las tuberias

b)Que caudal circulara entre entre A y D si la tuberia CD es de 35cm de diametro y si , ademas , conectada entre B y D existe otra tuberia en paralelo con BCD y 2700m de longitud y 300cm de diametro

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

En sistema en serie de tuberias de longitud L=1800 m, D=0.40 cm y L=600 m, D=35 cm. La transformacion en su equivalencia con respecto a D=40 cm

µ §

µ §

µ §

Ahora obtenemos dos tuberias en paralelo en el tramo BD, que son: L=2949.67, D=40 cm y L=2700m, D=30 cm. Obteniendo su longitud equivalente con respecto al diametro de 40 cm;

si µ §=µ §

µ §. De aquí obtenemos dos tuberias en serie, L=2400 m, D=50 cm y L=1404.97 m, D= 40 cm.

µ §

9) Un sistema de tuberias (C1= 120) esta constituido por una tuberia de tuberia de 750 m y 3000 m (AB), otra de 60 cm y 2400 m (BC) y de C a D dos tuberias en paralelo de 40 cm y 1800 m de longitud cada una

a) para un caudal entre A Y D de 360 l/s. cual es la perdida de carga?

b) si se cierra la llave en una de las tuberias de 40 cm. ¿Que variacion se producira en la perdida de carga para el mismo caudal anterior?.

Q = 0.36m³/s µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

µ §

Cerramos la llave con una de las tuberias.

El caudal que circulara sera QT.

µ §

µ §

µ §

µ §

10) En la fig para una altura de presion en D igual a 30mt

a. calcular la potencia comunicada a la turbina DE.

b. si se instaqla la turbina dibujada a trozos en la fig (60cm y 900m long)

¿Qué potencia podra comunicarse a la turbina si el caudal es de 540 l/s?

C1=120

Inicialmente hay que determinar el caudal desde el punto A hacia D

(elev.A ¨C elev.D)=µ §

µ §

Q = 374.34 l/s.

Sabemos que

µ §

µ §

Por lo tanto:

µ §

Primero calculamos las perdidas en los tramos: AB y CD con Q= 540 l/s

µ §

Despues determinamos los caudales distribuidos en el tramop BC en paralelo

µ §

Sabemos:

µ §

Calculamos las perdidas en el tramo en paralelo:

µ §

La perdida total:

µ §

La potencia:

µ §

11) En la fig. cuando las alturas de presion en A Y B son de 3 m y 90 m respectivamente, la bomba AB esta comunicado al sistema, una potencia de 100 CV. Que elevacion puede mantenerse en el deposito D?

Como la bomba AB eleva la altura piezometrica de 30 m a 90 m, la cual esta suministrando una altura de presion que es la resultante de la doferencia de alturas entrante y saliente de la bomba:

µ §

De aquí calculamos el valor de el caudal que transiega la bomba conociendo su potencia:

µ §

Como los tramos de longitudes, L=1500 m y L=1800 m estan en paralelos con un caudal total igual al de la bomba, por lo tanto hay que determinar los caudales distribuidos en todos los tramos; osea:
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