DIMENSIONAMIENTO DE CAÑERIAS

Presentación del tema: "DIMENSIONAMIENTO DE CAÑERIAS"— Transcripción de la presentación:

1 DIMENSIONAMIENTO DE CAÑERIAS
TP:6 Dimensionamiento de cañerías en serie y en paralelo. Redes de tuberías. Uso del diagrama de Moody. Fórmulas experimentales. Fórmula de Darcy-Weisbach. Uso de fórmulas y ábacos de Willians–Hazen. Método de Hardy Cross. Usos de programas de cálculo. Mecánica de los Fluidos Ing. José Gaspanello

2 Mecánica de los Fluidos
Objetivos del Trabajo Practico: Identificar los sistemas de tuberías.- Analizar las diferencias entre los sistemas de tuberías.- Establecer las relaciones generales de caudal y pérdidas de carga. Calcular el caudal, el diámetro del conducto y las pérdidas de carga que se presentan a lo largo del sistema.- Mecánica de los Fluidos Ing. José Gaspanello

3 LOS SISTEMAS DE TUBERIAS SE CLASIFICAN EN:
1.- Sistema de Tuberías en Serie: 2.- Sistema de Tuberías en Paralelo: 3.- Sistema de Tuberías Ramificadas: 4.- Sistema de Tuberías en Red: 25/03/2001 Emilio Rivera Chávez

4 1.- SISTEMA DE TUBERIAS EN SERIE:
Si un sistema de tubería se dispone de tal forma que el fluido corra en una línea continua, sin ramificaciones se le llama sistema en serie. 1 2 Q=cte Z2 Z1 Z=0 EN ESTE CASO APLICAMOS LAS FORMULAS: ECUACIONBERNOULLI å = n i Li L h 1 ECUACIONDARCY

5 2.- SISTEMA DE TUBERIAS EN PARALELO:
Varias tuberías están conectadas en paralelo si el flujo original se ramifica en dos o mas tuberías que vuelven a unirse aguas abajo.- Q1 Qe A B Qs Q2 hf1 = hf2 SE DEBEN TENER EN CUENTA LOS SIGUIENTES PRINCIPIOS: 1.- Qentrante = Qsaliente = Q1 + Q2 + …..Qi (Caudales) 2.- hfAB = hf1 = hf2 = hfi (Perdida de cargas entre A y B) 3.- La presión al comienzo PA y al final PB son iguales para todas rama.

6 3.- SISTEMA DE TUBERIAS RAMIFICADAS:
Esquema energía 1 Z1 2 Z2 Q1 Q2 J 3 Q3 Z3 Q4 Pj Vj Zj K Pk Vk Zk Z=0 SE DEBEN TENER EN CUENTA QUE EN EL PUNTO “J”: 1.- ∑Q=0; Q4 + Q2 = Q1 + Q2 (caudal que entra = al que sale) 2.-Por lo general lo que se pide es la dirección del flujo y caudal

7 ES UN COMPLEJO CONJUNTO DE TUBERIAS EN PARALELO
4.- SISTEMA DE REDES DE TUBERIAS: ES UN COMPLEJO CONJUNTO DE TUBERIAS EN PARALELO Q1 Qe Qs Q2 Qe=Qs = Q1+Q2+Q3 Q3 G H C A B C D E F Qs Qe Se resuelve por un Método de aproximación introducido por HARDY CROSS

8 UTILIZACION DEL MONOGRAMA DE WILLIAMS-HAZEN
FORMULAS VELOCIDAD CAUDAL PERDIDA DE CARGA Donde: V=Velocidad media (m/seg). R=Radio Hidrailico=S/Per Moj Q=Caudal (m3/seg) D=Diametro (m) C=Coef.de Williams-Hazen J=Perdida de carga

9 DESCRIPCION DE LAS REGLAS
UTILIZACION DEL MONOGRAMA DE WILLIAMS-HAZEN DESCRIPCION DE LAS REGLAS 1º: Caudal = Q (lts/seg) 2º: Diametro = D (cm).- 3º: Per. Carga=j (m/1000m) 1º Ejemplo de Uso: Determinación del Caudal? D=60cm Q=170 lts/s j=1m/1000m; p/C1=100 C1=120 Corregimos el “Q” p/C1=120

10 UTILIZACION DEL MONOGRAMA DE WILLIAMS-HAZEN
2º Ejemplo de Uso: Determinación de la P.Carga? D=60cm Q=156lts/s; C1=120 Corregimos el “Q” p/C1=100 Del monograma obtenemos: J = 0,60 m/1000m

11 ALGUNOS VALORES DEL COEF. “C1” DE WILLIAMS-HAZEN
Material Coeficiente de Hazen-Williams - C  Asbesto cemento 140 Hierro Fundido, nuevo 130 Hierro Fundido, 10 años de edad Hierro Fundido, 20 años de edad Hierro Fundido, 30 años de edad Hierro Fundido, 40 años de edad Concreto Cobre Hierro Galvanizado (HG) 120 Vidrio Plomo Plástico PVC, CPVC 150 Tubería Lisa Nueva Acero - Nuevo Acero Acero - Rolado 110

12 EJERCICIOS

13 Ejercicio 2: Resolver aplicando el monograma de Williams-Hazen
C1=130 C1=130 B C1=130 QBE C1=120 Z=0 E A 6m 0m Que caudal debe suministrar la Bomba (QAB=?), cuando el caudal a través de la tubería “B-E” (QBE) es de 1200 l/s y cual es la altura de presión en el punto “A” (PA/γ=?).-

14 Debemos determinar la cota piezométrica del punto “B”
Ejercicio 2: SOLUCION Para conocer el caudal que suministrara la bomba (QAB), debemos conocer los caudales de las otros tramos, como el QDB, el QCB y el QBE y luego plantear la condición en el punto “B” de ∑Q=0.- TRAMO B-E: Debemos determinar la cota piezométrica del punto “B” Como » Del Monograma de Williams-Hazen obtenemos “j” Ir al Monograma

15 Calculamos la Perdida de Carga del tramo:
Ejercicio 2: SOLUCION Ir al esquema TRAMO C-B: Calculamos la Perdida de Carga del tramo: Entonces »» Calculamos ahora del monograma, el caudal QCB Ir al Monograma

16 Calculamos la Perdida de Carga del tramo:
Ejercicio 2: SOLUCION TRAMO D-B: Ir al esquema Calculamos la Perdida de Carga del tramo: Entonces »» Calculamos ahora del monograma, el caudal QDB Ir al Monograma En el punto “B” se debe cumplir que la ∑Q=0 Ir al esquema

17 Para determinar (PA/γ=?) debemos calcular la CPA=?
Ejercicio 2: SOLUCION TRAMO B-A: Ir al esquema Para determinar (PA/γ=?) debemos calcular la CPA=? Calculamos del monograma, la perdida de carga jAB Ir al Monograma Entonces como»» Ir al esquema Próximo Ejercicio

18 54,50 A D C QBE C1=130 Z=0 24m 12m 6m B E 0m C1=120 24,00 14,40 12,00 QDB QBC QAB 6,00

19 3,50

20 80l/s

21 246l/s

22 17,50

23 ESQUEMA DE COTAS PIEZOMETRICAS
Línea Energía Total Línea Piezometrica B PB VB Q=cte ZB A VA PA ZA VA = VB = cte Z=0

24 QB Qe Qs QC QD Qe=Qs = Q1+Q2+Q3
Ejercicio 4: Resolver aplicando el monograma de Williams-Hazen En el sistema de tubería en paralelo que se muestra, la altura de presión en “A” es de 36,0m, y la de “E” de 22,0m. Suponiendo que las tuberías están en un plano horizontal, ¿Que caudal circula por cada una de las ramas en paralelo? 3600 – 30 – C1=100 QB B Qe Qs A E 1200 – 20 – C1=100 QC C 2400 – 25 – C1=100 D QD PLANO HORIZONTAL = ZA = ZB = ZC = ZD = ZE Qe=Qs = Q1+Q2+Q3

25 Ejercicio 4: SOLUCION Calculamos la perdida de carga entre A y E; y como este valor será igual para todas las ramas podemos determinar los distintos caudales solicitados: TRAMO B Ir al Monograma TRAMO C Ir al Monograma TRAMO D Ir al Monograma

26 QB=58l/s QE=138l/s QS=138l/s QC=35l/s QD=45l/s Ejercicio 4: SOLUCION B
A E QE=138l/s C QS=138l/s QC=35l/s PE/γ=22,0 m PA/γ=36,0 m PCAE=14,0 m D QD=45l/s

27 F I N PROXIMA CLASE HARDY CROSS

28 58,00

29 35,00

30 45,00