Instalacion de Tuberias en Redes de Agua Potable y Conecciones Domiciliarias
problemas de redes de tuberias
-
Upload
luis-angel-vasquez-chavez -
Category
Documents
-
view
20 -
download
2
description
Transcript of problemas de redes de tuberias
![Page 1: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/1.jpg)
EJERCICIO 11.16 PROPUESTO EN EL LIBRO REFERENCIADO EN LA BIBLIOGRAFÍA
Un sistema de irrigación de agua propuesto consta de un tubo principal con una bomba y tres tubos ramales. Cada rama termina en un orificio, y cada orificio tiene la misma altura. Aparentemente la distribución de flujo puede ser resuelta si se trata la disposición de los tubos como un sistema ramal. Sin embargo, también puede ser tratada como un sistema en paralelo para determinar los flujos.
(Hp en m; Q en m3/s; en s2/m5, pérdida en el orificio incluida en )
![Page 2: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/2.jpg)
a) Identifique las ecuaciones e incógnitas que satisfagan la solución para un sistema en paralelo. ¿Por qué es posible tratar el sistema de irrigación como un problema de tubos en paralelo?
b) ¿Por qué se preferiría la solución de un sistema en paralelo a la de un ramal?
c) Determine la distribución de flujo y trace la línea piezométrica.d) ¿Qué parte de la tubería cambia para duplicar la descarga, suponiendo
que las longitudes individuales y la curva de la bomba no son modificadas?
![Page 3: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/3.jpg)
SOLUCIÓN
a) - Condiciones de frontera:
- Ecuación de energía de I a B
![Page 4: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/4.jpg)
…..(1)
- Ecuación de energía de I a C
…..(2)
- Ecuación de energía de I a D
…..(3)
- Igualando (1), (2) y (3):
Observamos que al analizar el problema obtenemos que las pérdidas de energía son iguales en los ramales, por lo tanto, es posible tratar estos tipos de problemas analizándolos como si se tratase de un sistema en paralelo. Es posible tratar este sistema ramal como un sistema en paralelo debido a q las condiciones de frontera para el final de los ramales son iguales. b) Porque sería más sencillo el cálculo debido a que podemos empezar a resolverlo más directamente.
![Page 5: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/5.jpg)
c) De la ecuación (4)
1° Asumimos H=100
Tenemos:
2° hallamos el porcentaje de caudal que representa cada rama.
![Page 6: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/6.jpg)
3° Hallamos el caudal Q1
Ecuación de energía de A a B.
, donde
![Page 7: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/7.jpg)
4° Hallamos los caudales reales a partir de Q1
![Page 8: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/8.jpg)
5° Dibujamos las líneas de energía.
![Page 9: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/9.jpg)
d)1° Hallamos HP
2° Hallamos EI Aplicamos ecuación de energía de A a I
![Page 10: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/10.jpg)
3° Aplicamos ecuación de energía de A a I duplicando el caudal y despejamos
![Page 11: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/11.jpg)
4° Relación entre
Sabemos que Podemos notar que R es inversamente proporcional al diámetro si analizamos la ecuación anterior f está en función también del diámetro, por lo tanto, si toda la longitud se mantiene constante para que el caudal aumente se necesita aumentar el diámetro
![Page 12: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/12.jpg)
5° Utilizamos las ecuaciones (1), (2) y (3) para determinar el nuevo R en los ramales.
Relación entre
![Page 13: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/13.jpg)
Relación entre
Relación entre
Notamos que en los ramales los R disminuyen, por lo tanto, los diámetros aumentan.
![Page 14: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/14.jpg)
ERCICIO PROPUESTO
Un sistema de irrigación de agua consta de un tubo principal con una bomba y tres tubos ramales. Cada rama termina en un reservorio, y cada reservorio tiene la misma altura.
(Hp en m; Q en m3/s; en s2/m5, pérdida en el orificio incluida en , Q2=0.3 m3/s)
![Page 15: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/15.jpg)
a) Identifique las ecuaciones e incógnitas que satisfagan la solución para un sistema en paralelo.
b) Halle los caudales en cada tubería c) Halle la energía en el nodo donde inician los ramales.d) Halle la potencia de la bomba la cual tiene un n=75%e) Si aumentamos en un 50% los caudales ¿cuál sería la nueva potencia de la
bomba necesaria, si las tuberías no se modifican?
SOLUCIÓN
![Page 16: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/16.jpg)
a) - Condiciones de frontera:
- Ecuación de energía de I a B
…..(1)
- Ecuación de energía de I a C
…..(2)
![Page 17: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/17.jpg)
- Ecuación de energía de I a D
…..(3)
- Igualando (1), (2) y (3):
Observamos que al analizar el problema obtenemos que las pérdidas de energía son iguales en los ramales, por lo tanto, es posible tratar este problema analizándolo como si se tratase de un sistema en paralelo.
![Page 18: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/18.jpg)
b) De la ecuación (4)
1° Como tenemos Q2 despejamos los otros Q a partir de éste
![Page 19: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/19.jpg)
c) Hallamos EI de ecuación (1):
m
d) 1° Hallamos HP. Aplicamos ecuación de energía de A a I
2° Hallamos P
![Page 20: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/20.jpg)
e)
1° Hallamos HP. Aplicamos ecuación de energía de A a I y con un caudal Q’1 = 150% Q1
2° Hallamos P
![Page 21: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/21.jpg)
ReferenciasPotter, M. C., & Wiggert, D. C. (2002). MECÁNICA DE FLUIDOS (3° ed.). MEXICO D.F. , MEXICO: Thomson.
![Page 22: problemas de redes de tuberias](https://reader036.fdocuments.mx/reader036/viewer/2022062323/5695d1d61a28ab9b02981b0c/html5/thumbnails/22.jpg)