DETERMINAR LOS DIÁMETROS A UTILIZAR EN LA LÍNEA DE DISTRIBUCCION

 

TUBERÍA EXISTENTE DE 8” DE DIÁMETRO Y 1100 M. DETERMINAR LOS DIÁMETROS A UTILIZAR EN LA LÍNEA.

Para la figura mostrada, el caudal promedio es 68.45 lps, el coeficiente de variación horaria es 1.8, y la tubería tiene un coeficiente de rugosidad de 140. La presión mínima de ingreso a la red es 20 m. Se cuenta con tubería existente de 8” de diámetro y 1100 m. Determinar los diámetros a utilizar en la línea, así como la clase de la tubería.

Solución:

Nos están brindando como dato la cota de la superficie libre del reservorio y la cota topográfica al ingreso de la red. Además nos están diciendo que la presión mínima con la que llega el agua a la red es de 20 m, entonces podemos calcular la cota de la línea piezométrica o línea de gradiente hidráulica. 

Si la presión mínima de ingreso a la red es 20 m, la cota piezométrica mínima será:

Cpmin=100 m +20 m = 120 m 

Además nos están diciendo que existe una tubería de 8 pulgadas de de diámetro con una longitud de 1100 m, entonces también nos están brindando como dato las medidas de estos tramos del reservorio hacia este punto nos dicen que su medida es de 1700 m, luego hacia el punto A, su medida es de 480 m y del punto A al ingreso de la red distribución su medida es de 920 m, entonces podemos darnos cuenta que nos están diciendo que la tubería existente de 8 pulgadas parte desde el ingreso de la red distribución y está pasando el tramo de la del punto A, entonces lo que tenemos que hacer primero es calcular los las medidas respectivas en las que voy a analizar, en este caso yo voy a tener que analizar por tramos voy a tener que calcular el diámetro desde el punto A hacia el ingreso de la red distribución, luego voy a tener que calcular el diámetro desde el reservorio hacia el punto A y finalmente tengo que calcular el diámetro desde el inicio de la tubería existente de 8 pulgadas hacia el punto A, este tramo de aquí que estoy señalando.Entonces vamos con el cálculo de esos tramos.Entonces nos están brindando como dato los tramos que estamos visualizando de color amarillo y luego voy a tener que calcular desde el reservorio hasta el punto A, nos damos cuenta que tiene una medida de 2000 m. Bueno desde el punto A hacia la red distribución tiene una medida en este caso nos han dado como dato de 920 m y desde el inicio de la de la tubería existente que es de 8 pulgadas hacia el punto A estamos visualizando que tiene una medida de 180 m, entonces para el diseño de la línea de aducción, el caudal a utilizar es el el caudal máximo horario.

Entonces nos dice que para la tubería existente proyectada se considera un coeficiente de rugosidad de 140, esto nos han brindado como dato, nos han dicho que es 140 y ese coeficiente de rugosidad que nos están dando no es más que el coeficiente C de Hazen y Williams.Acá tienen la ecuación de Hazen y Williams y ese 140 es el coeficiente C que va a ser reemplazado en la fórmula respectiva. Entonces nos dicen también que el caudal promedio es 68.4 l/s. Luego tenemos que si la presión mínima de ingreso a la red es de 20 m, la cota piezométrica mínima que ya le hemos calculado anteriormente sería los 100 m que la cota topográfica de ingreso en la red de distribución más los 20 m de presión mínima, en la cota poezpmétrica mínima es de 120 m, ahora tenemos que la presión máxima no debe ser mayor de 50 m, esto nos dice la norma, entonces la cota piezométrica máxima al ingreso de la red será, la cota piezométrica máxima al ingreso de la red será los 100 m que es la cota topográfica de la red distribución de ingreso a la red distribución más los 50 m que es la presión máxima sería 150 m, entonces para tener esa presión máxima al punto de de alimentación a la red,no debe tener una cota piezométrica superior a los 150 m, esto ya lo estamos viendo aquí, no debe ser superior a los 150 m porque 100 es la cota topográfica de la red de distribución más los 50 m de presión máxima que no debe ser excedido, nos da que la piezométrica máxima es de 150 m, esto se consigue si en el punto A se coloca una válvula reductora de presión, aquí tenemos el punto A y ahí vamos a colocar una válvula reductora de presión que tenga una presión de salida de 3 m considerando que la válvula está enterrada a 1.50 m, es por eso que nos han dado como dato estas medidas de estos tramos. Entonces el caudal de diseño como ya les mencioné el caudal de diseño va a ser el caudal máximo horario, donde el coeficiente k2 es el coeficiente de variación horaria y también nos han dado como dato nos han dicho que va a ser de 1.8. Entonces el coeficiente de variación horaria es 1.8 es dato, entonces el caudal máximo horario va a ser el coeficiente de variación horaria que es 1.8 por el caudal promedio que también nos han dado como dato que nos han dicho que es de 68.4 litros por segundo, entonces efectuando la multiplicación tenemos que el caudal máximo horario es de 123.21 L por segundo. Como ya les mencioné el análisis va a ser por tramos, vamos a determinar el diámetro del punto A donde va a ser colocada una válvula reductora de presón hacia el ingreso de la red distribución, vamos a utilizar la fórmula de Hazen y Williams y la longitud que va a ser reemplazado en la fórmula de Hazen y Williams en este punto va a ser de aquí lo tenemos va a ser de 920 m, nos han brindado como dato, esta medida de aquí por ejemplo aquí vamos a ver que estos 920 m que estamos viendo ws desde el punto A hacia el ingreso de la red de distribución y va a ser vamos a utilizar la fórmula de Hazen y Williams, aquí tenemos la fórmula de Hazen y Williams para el cálculo de las pérdidas, las pérdidas lo puedo calcular y de esta fórmula vamos a determinar el diámetro, el diámetro va a quedar en función del resto de variables y vamos a determinar el diámetro. Entonces perdón aquí la pérdida de carga va a quedar en función del diámetro porque el caudal el caudal lo tengo, la longitud también lo tengo, en este caso es de 920 m, el coeficiente C de Hazen y Williams me han dado como dato que es 40, la pérdida de carga lo puedo calcular, entonces en este caso queda como variable el diámetro, despejo el diámetro y puedo saber cuánto es su valor es de 920 . Entonces el otro punto de análisis va a ser desde el reservorio hacia el punto A también vamos a utilizar la fórmula de Hazen y Williams.

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