Problemas Resueltos-linea Aduccion

(1)

Página 0

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERÍA

E.A.P. INGENIERÍA CIVIL

CURSO:

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y

ALCANTARILLADO.

TEMA:

PROBLEMAS RESUELTOS DE

LINEAS DE

CONDUCCION,

LÍNEAS

DE

ADUCCIÓN, LINEAS DE IMPULSION,

RESERVORIO, POBLACIÓN FUTURA,

ALCANTARILLADO.

(2)

EJERCICIOS RESUELTOS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Problema 1.-Hallar el diámetro y la perdida de carga de la línea de conducción para la siguiente

figura. Que cuenta con los siguientes datos:

seg

lt

Q

_diseño



2 .

1 m

L



380 Cota de captación= 2500 m.s.n.m

Cota de reservorio= 2450 m.s.n.m

140 

c

SOLUCION

 Hallando"

S

"

1316

.

0

380 2450

2500

)

(Re

cot

)

(

cot



_



_



L

servorio

a

captación

a

S

 Ahora hallando"

D

" 38 . 0 54 . 0 3 38 . 0 54 . 0

1316

.

0

100 2785

.

0

10

1 .

2 2785

.

0 

_



























x

xCxS

Q

D

"

61 .

1

1 .

4

041 .

0 





m

cm

D

Considerandodo

D



2

"

_x

m

s

x

A

Q

V

1 .

04 /

)

0508

.

0 (

10

1 .

2

4

2 3







(3)

Página 2

Considerandodo

D



1 .

5

"

s

m

x

A

Q

V

1 .

84 /

)

0381

.

0 .

0 (

10

1 .

2

4

2 3









Tomando el diámetro comercial:

D



1 .

61

"



2

"

Luego comprobando con el nuevo diámetro

m

cm

D



2

"



5 .

08 

0 .

0508

Corrigiendo “S”

85 . 1 63 . 2 3 85 . 1 63 . 2

0508

.

0

140 2785

.

0

10

1 .

2 2785

.

0 

_



























x

xCxD

Q

S

0251

.

0 

S

m

x

SxL

h

f



0 .

0251

380 

9 .

54 Problema 2.-Hallar el nivel del fondo del reservorio y el diámetro de la tubería de aducción para

obtener una presión en el punto A de 30 m. Considerando los siguientes datos:

s

m

Q



0 .

4

3

/

100 

C

Solución

s

m

Q



0 .

4

3

/

m

L



500 ?

¿





D

m

L



500

(4)

f A A A B B B

h

g

V

P

Z

g

V

P

Z







2

2 2



f A A B

h

P

Z







……….(1)

i) Asumiendo V=1.5 m/s

"

8 .

22

58 .

0

50 .

1

40 .

0

4

4 _

_



m

x

xV

xQ

D



Tomando el diámetro comercial:

D



24

"



60 cm



0 .

60 m

Entonces:

m

s

x

A

Q

V

1 .

41 /

60 .

0

40 .

0

4

2





Calculando la pendiente

" S

"

85 . 1 63 . 2 85 . 1 63 . 2

60 .

0

100 2785

.

0

40 .

0 2785

.

0 



























x

xCxD

Q

S

00468

.

0 

S

Luego:

h

_f



SxL



0 .

00468

x

5000

h

f



23 .

40 m

ii) Asumiendo D=700 mm=28” Luego

m

s

x

A

Q

V

1 .

04 /

70 .

0

40 .

0

4

2





85 . 1 63 . 2 85 . 1 63 . 2

70 .

0

100 2785

.

0

40 .

0 2785

.

0 



























x

xCxD

Q

S

00221

.

0 

S

Luego:

h

_f



SxL



0 .

00221

x

5000

h

f



11 .

05 m

Reemplazando en (1)



Z

_B



131 .

10 

11 .

05 

142 .

15 m

m

05 .

41

10 .

101

15 .

142 



más por encima del punto A Estará el nivel del fondo del reservorio.

Problema 3.-Se va a realizar un proyecto de abastecimiento de agua para una urbanización que

cuenta con 760 lotes (considerar dotación 250 lt/hab./dia,

K

1



1 .

3 y densidad es 7). Se desea:

(5)

Página 4

a) El volumen del reservorio a construirse

b) El caudal a bombear , si tendrá un régimen de 24 horas de bombeo c) El equipo de bombeo a usar, si el material será PVC(C=140) d) Que ocurre cuando NPSHd>NPSHr

1) Válvula de retención liviano 2) Codo 90º radio largo 3) Válvula compuerta SOLUCIÓN a) Hallando

Q

_P:

86400

ción

iseñoxDota

PoblaciónD

Q

_P



7

760 #

lotesxDens

idad

x

iseño

PoblaciónD



.

5320Hab

iseño

PoblaciónD



86400

250 5320x

Q

_P



 Hallando el volumen del reservorio (

V

_R )

3 2 1

V

_R





RESERVA NDIO CONTRAINCE REGULACIÓN R

V





 Hallando (

V

₁ )

V

1



0 .

25 xQ

P

lt

m

x

dia

seg

x

seg

lt

x

V

1000

1

1 86400

39 .

15

25 .

0

3 1



3 1

332 m

.

4 V



V

1



332424

lt

/

seg

(6)

 Hallando (

V

₂ )

Como en este caso la población es < 10 000, entonces no consideramos volumen contra incendio.

V

2



0

 Hallando (

V

₃ )

V

3



0 .

33 (

V

1



V

2

)



0 .

33 (

332 .

424 

0 )

V

₃



109 .

70 m

3

Entonces reemplazando en:

3 2 1

V

_R





70 .

109

0

424 .

332 





R

V

3

10 .

442 m

V

_R



b) Calculando el caudal a bombear (

Q

_B )

B md B

T

x

Q



24

 Calculando el caudal máximo diario (

Q

_md )

P md

K

xQ

Q



₁

39 .

15

3 .

1 x

Q

_md



seg

lt

Q

_md



20 .

012 /



24

012 .

20 x

Q

_B



seg

lt

Q

_B



20 .

012 /

c) Calculando el equipo de bombeo a usar:

seg

lt

Q

_B



20 .

012 /

_{, PVC(C=140)}  Cálculo de los diámetros

 Tubería de impulsión B i

xX

Q

D



1 .

3

1/4

24

24 



T

B

X

1 

X

Luego:

D

_i



1 .

3 x

0 .

020012



0 .

1839



0 .

1839



7 .

37 "

)

D

i



8 "

(

200 mm

)

A

Q

V

_i



(7)

Página 6

s

m

x

A

Q

V

_i

0 .

64 /

70 .

0 1416

.

3 020012

.

0

4

2



 Tubería de succión

Se toma un diámetro mayor que el de impulsión

D

SUCCION



10 "

(

250 mm

)

s

m

x

A

Q

V

_S

0 .

41 /

250 .

0 1416

.

3 020012

.

0

4

2



Q

B



20 .

012 lt

/

seg

, PVC(C=

V

S



0 .

41 m

/

s

(¡NO CUMPLE! )

Por lo tanto tomamos:

D

IMPULSIÓN



6 "

(

0 .

150 m

)

D

SUCCION



8 "

(

0 .

200 m

)

Sumergencia

S



2 .

5 D

SUCCIÓN



0 .

1 S



2 .

5 x

0 .

2 

0 .

1 S



0 .

6

 Cálculo de la altura dinámica total (

H

_DT) Altura estática total =Hs+Hi

Hi=38 m Hs=5 m Altura estática total=43 m

 Perdida en la succión (

Ds



8 "

)

Viendo la tabla para encontrar las perdidas de longitud equivalentes para

Ds



8 "

_{, tomamos:} - Válvula de pie con coladera ……….……52

- como 90º radio largo ………..…4.30 - Longitud tubería recta...… 0.6+0.5+5 =6.10 Longitud equivalente total :

62 .

4 m

h

f



SxL

00206512

.

0

20 .

0

140 2785

.

0 020012

.

0 2785

.

0

85 . 1 63 . 2 85 . 1 63 . 2



_



























x

xCxD

Q

S

4 .

62 002065

.

0 x

SxL

h

_fsuccion



1289

.

0 

fsuccion

h

 Perdidas en la impulsión (

D

impulsion



6 "

)

-Válvula de retención liviana………..12.5 -Válvula compuerta……….…..1.10 -Codo 90º radio largo………20.40 Longitud tub. Recta ……1+62.4+90+1+37.2+0.2+0.1...192.80

(8)

Longitud equivalente total: 214.30

SxL

h

_f



0084

.

0

150 .

0

140 2785

.

0 020012

.

0 2785

.

0

85 . 1 63 . 2 85 . 1 63 . 2































x

xCxD

Q

S

3 .

214 0084

.

0 x

SxL

h

fsuccion



m

h

_fsuccion



1 .

80

 Altura de velocidad de descarga

?

¿

2





g

V

_d

Hallando la velocidad de descarga (

V

d)

)

150 .

0 (

"

6 m

D

_impulsion



s

m

x

A

Q

V

_i

1 .

13 /

150 .

0 1416

.

3 020012

.

0

4

2



s

m

V

_i



1 .

13 /

s

m

V

_d



_i



1 .

13 /

81 .

9

2

13 .

1

2

2 2

x

g

V

_d

_

0651

.

0

2



g

V

_d

Encontramos la altura dinámica total (

H

DT )

DT

H

_{=Altura estática total+ perdidas de succión + perdidas de impulsión + altura de velocidad}

de descarga.

0651

.

0 7941

.

1 1289

.

0

43 





DT

H

m

H

_DT



44 .

988

Con los valores de

H

DT



44 .

988 m

y

Q

B



20 .

012 lt

/

s

HP

x

xQxH

pot

DT

₁₂

75

45

10

012 .

20 )

1000

(

75 )

(

_

3

_







d) Si

NPSH >

d

NPSH

dentonces no se produce el fenómeno de cavitación

Problema 4.- La tubería que sale de un reservorio hacia la red de distribución lleva un gasto

de

3 .

24 x

10

6

cm

3

min

a una población a la que se le considera una dotación de

(9)

Página 8

dia

hab

lt

/

.

/

150 y los coeficientes máx. diario y máx. horario son 1.3 y 1.8 respectivamente.

Se quiere saber el # de lotes que tiene, si se considera una densidad poblacional de 6.

SOLUCIÓN

 Hallando

Q

_mhen lt/s, ya que el gasto que sale del reservorio hacia la red es

Q

_mh

3 3 3 3 3 6

100

1

1 1000

60 min

10

24 .

3 cm

m

x

m

lt

x

seg

x

mim

cm

x

Q

_mh



s

lt

Q

mh



54

d mh

K

Q



₂ 2

K

Q

mh d



Q

d



Q

p

8 .

1

54 

d

Q

s

lt

Q

_d



30 86400

#

lotesxDens

idadxDotac

ión

Q

d



86400

150

6 #

30 

lotesx

x

lotes

2880

#



Realice el diseño de las pendientes del siguiente sistema de alcantarillado.

(10)

1000

)

(

00 0

_xL

_m

S

H



Asumiendo

S

_min



10

0₀₀ Tramo 1-2



H

x

0 .

80 m

1000

80

10 _



Como no cumple con la altura de buzón en el punto 2 Entonces: Corrigiendo la pendiente 00 0