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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA). Sistemas de Agua Potable. DISEÑO DE REDES DE AGUA POTABLE. Redes de DISTRIBUCIÓN - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA)
Sistemas de Agua Potable
DISEÑO DE REDES DE AGUA DISEÑO DE REDES DE AGUA POTABLEPOTABLE
• Redes de DISTRIBUCIÓN•
• PARA EL DISEÑ0 DE LA RED ES IMPRESCINDIBLE HABER DEFINIDO LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO Y LA UBICACIÓN TENTATIVA DEL ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO. CUMPLIDOS ESTOS REQUISITOS SE PROCEDERÁ AL DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCCIÓN.
• PRESIONES EN LA RED
• LAS PRESIONES EN LA RED DEBEN SATISFACER CIERTAS CONDICIONES MÍNIMAS Y MÁXIMAS PARA LAS DIFERENTES SITUACIONES DE ANÁLISIS QUE PUEDEN OCURRIR. EN TAL SENTIDO, LA RED DEBE MANTENER PRESIONES DE SERVICIOS MÍNIMAS, QUE SEAN CAPACES DE LLEVAR AGUA A LA LIVIVIENDA O EDIFICACIONES
PRESIONES MÍNIMAS
TIPO DE MEDIO PRESION mínima
UDA
MEDIO RURAL 10 MCA
URBANO 20@25 MCA
PRESIONES MÁXIMO
TIPO DE MEDIO PRESION máximo
UDA
MEDIO RURAL 50 MCA
URBANO 50 MCA
DEPENDE DE LA TOPOGRAFIA DEL TERRENO
RUGOSIDAD DE LAS TUBERIASRUGOSIDAD DE LAS TUBERIAS
• SE UTILIZA PRINCIPALMENTE LA FORMULA DE HAZEN – WILLIAMS• • V = 1.318 C R0.63 S0.54
• QUE COMBINADA CON LA ECUACION DE CONTINUIDAD (Q=VXA) PUEDE ESCRIBIRSE EN LA FORMA:
• • h = α L Q1.85
• EN ESTA EXPRESION:• L = LONGITUD DE LA TUBERIA , METROS• h = PERDIDA DE CARGA, METROS• α = COEFICIENTE QUE DEPENDE DE C Y DEL DIAMETRO• Q = CAUDAL, LPS• VALORES DEL COEFICIENTE C MAS UTILIZADOS• HIERRO FUNDIDO 100• HIERRO FUNDIDO DUCTIL 100• HIERRO GALVANIZADO 100 – 110• ASBESTO CEMENTO 120• POLICLORURO DE VINILO (PVC) 140
• RUGOSIDAD DE LA TUBERIA • EN LA DETERMINACION DE LOS DIÁMETROS A UTILIZAR ES FRECUENTE
LA UTILIZACIÓN DE LA FÓRMULA DE WILLIAMS Y HAZEN, CUYA EXPRESION ORIGINAL ES:
V = CR^0.63 S^0.54 X 0.001^-0.04
• V=VELOCIDAD MEDIA• R=RADIO HIDRÁULICO( D/4)• S=PENDIENTE DEL GRADIENTE HIDRÁULICO O PÉRDIDA DE CARGA.• C=COEFICIENTE DE RUGOSIDAD.
• LA EXPRESIÓN ANTETERIOR PUEDE INDICARSE:
• V = 1.318 CR^0.63 S^0.54
• Q= VXA= 1.318 C (D/4)^0.63 X (H/L)^0.54 X (ЛD^2/4)
• H^0.54=(Q X 4 X 4^0.63 X L^0.54)/(Л D^2 X D^0.63 X 1.318 C)
• H=(Q/CD^2.63) X (4X4^0.63/ Л X 1.318)^1/0.54 X L
• 1/0.54=1.85
• (4X4^0.63/ Л X 1.318)^1/0.54=4.720
• H=4.720 X L X (Q/CXD^2.63)^1.85
• 4.720 (1/CD^2.63)^1.85=α
• h = α L Q1.85
VELOCIDADES PERMISIBLESVELOCIDADES PERMISIBLES
VELOCIDADES PERMISIBLES
VELOCIDADES PERMISIBLES
• EXISTE UN CUADRO QUE MUESTRA LA RELACION DIAMETRO-VELOCIDAD ECONOMICA, QUE PUEDE UTILIZARSE PARA SELECCIONAR EL DIAMETRO DE TUBERIA QUE PERMITE MANEJAR LOS CAUDALES Y VELOCIDADES DE MANERA QUE LAS PERDIDAS SEAN ACEPTABLES. EL CUADRO SE PRESENTA A CONTINUACION.PAG.145
VELOCIDADES PERMISIBLES
EJEMPLO DISEÑO URBANIZACIONEJEMPLO DISEÑO URBANIZACION
EJEMPLO N01EJEMPLO N01
PARA LA SIGIENTE URBANIZACION DISEÑARPARA LA SIGIENTE URBANIZACION DISEÑAREL SISTEME DE REDES DE AGUA POTABLE.EL SISTEME DE REDES DE AGUA POTABLE.
DATOS:DATOS:1.1. DOTACION 300 LITS/HAB./DIASDOTACION 300 LITS/HAB./DIAS2.2. TASA DE CRECIMIENTO ANUAL 3 %TASA DE CRECIMIENTO ANUAL 3 %3.3. PERIODO DE DISEÑO 20 AÑOSPERIODO DE DISEÑO 20 AÑOS4.4. USAR 5 PERSONAS POR SOLARUSAR 5 PERSONAS POR SOLAR5.5. DOTACION AREA COMERCIAL 6 LITS/M2DOTACION AREA COMERCIAL 6 LITS/M26.6. DOTACION AREA VERDE 2LITS/M2DOTACION AREA VERDE 2LITS/M27.7. TUBERIA EXISTENTE C/PRINCIPAL 3”PVC SCH40TUBERIA EXISTENTE C/PRINCIPAL 3”PVC SCH408.8. PRESION EN EL PUNTO 1 DE CONEXIÓN 30 PSIPRESION EN EL PUNTO 1 DE CONEXIÓN 30 PSI9.9. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE LA TUBERIA 140COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE LA TUBERIA 140
lotificacion
CALCULO DE LA POBLACION CALCULO DE LA POBLACION FUTURAFUTURA
Población actualCANTIDAD DE SOLARES= 27CANTIDAD DE PERSONAS POR VIVIENDA= 5Pact= 27x5=135 personas
Población futuraPf=Pact(1+R)^nR=tasa de crecimiento anual(3%).N=período de diseño( 20).Pf=135( 1+3/100)^20= 243.82 = 244 personas
Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
Caudales Caudales Caudal promedio para población futura:
Qm1 = Dotación * Población Futura
86,400
Qm = 300 lits/personas/días * 244 personas 86,400
Qm=0.85 Lits/seg
Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
Caudal promedio para área comercial:
Qm2 = Dotación comercial * área comercial
86,400
Qm = 6 lits/m2/días * 2000 m2 86,400
Qm=0.14 Lits/seg
Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
Caudal promedio para área verde:Qm3 = Dotación área verde * área verde
86,400
Qm = 2 lits/m2/días * 800 m2 86,400
Qm=0.019 Lits/seg
Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
CaudalesCaudalesCaudal promedio total (caudal medio total): Qmet =Qm1+Qm2+Qm3 Qmet = 0.85 Lits/seg+0.14 Lits/seg+0.019 Lits/seg
Qmet = 1.01 Lits/seg
Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
• Caudales de diseño Caudales de diseño
• Caudal máximo diario• Qmáx diario = QmEt * Cvd• Cvd = 1.25 (variación diaria)• Qmáx diario = 1.01*1.25• Qmáx diario = 1.26 lits/seg
Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
• Caudales de diseño Caudales de diseño
• Caudal máximo horario• Qmáx horario = QmEt * Cvh• Cvh = 2.00 (variación horaria)• Qmáx horario = 1.01*2.00• Qmáx horario = 2.02 lits/seg
•
PLANO CURVA DE NIVEL
TRAZADO RED DE AGUA POTABLE PARA FINE DE CALCULO
P5
• Calculo de la longitud total de la red:
• Ltotal=L1+L2+L3+L4• Ltotal=66.42MTS+65.27MTS+75.3MTS+58.4
5MTS• Ltotal=265.44MTS
PLANO CURVA DE NIVEL
COTA DE TERRENO
COTA1 = 92 MTS COTA2 =92 MTS COTA3 =95 MTS COTA4 =97 MTS COTA5 =103 MTS
CAUDAL POR METRO LINEALCAUDAL POR METRO LINEAL
• Caudal por metro linealQml = QMAX HORARIO LTOTAL-L1
Qml = 2.02/198.99=0.010151265ITS/SEG/ML
FORMULAS PARA EL DISEÑO FORMULAS PARA EL DISEÑO DE LAS REDESDE LAS REDES
Cota 1P1 P2
L
Cota 2
Hf= Pérdidas por fricción de la tuberías de tramo 1-2
SI TENEMOS LA PRESION P1
H1-2 = α L Qmáx horario 1-2 ^1.85 Pág.26, Simon Arocha R.
P2 = P1 + (Cota1-Cota 2) – H1-2
DETERMINACION DE LAS PRESIONES
Qml =0.010151263 LITS/SEG/ML
DETERMINACION DE PRESIONES
P2= P1+(COTA 92-COTA 92)-HT1-2
P3= P2+(COTA 92-COTA 95)-HT2-3
P4= P3+(COTA 95-COTA 97)-HT3-4
P5= P4+(COTA 97-COTA 103)-HT4-5
Q2-3=
Q3-4=
Q4-5=
L2-3 X QM/L = 65.27*.010151263=.66
L3-4 X QM/L = 75.30*.010151263=.76
L4-5 X QM/L = 58.45*.010151263=.59
CAUDALES POR TRAMOSCAUDALES POR TRAMOS
Diámetro tuberíaDiámetro tuberíaCon el caudal tramo 1-2, Q1-2=2.02 l/sCon el caudal tramo 1-2, Q1-2=2.02 l/sCuadro 36, pag.145, SIMON AROCHACuadro 36, pag.145, SIMON AROCHA
FORMULAS PARA EL DISEÑO FORMULAS PARA EL DISEÑO DE LAS REDESDE LAS REDES
Cota 1P1 P2
L
Cota 2
Hf= Pérdidas por fricción de la tuberías de tramo 1-2
H1-2 = α L Qmáx horario 1-2 ^1.85 Pág.26, Simón Arocha R.
CON EL DIAMETRO 3” Y COEFICIENTE C=140 PARA PVCBUSCAR α PAG 26
CALCULO DE CALCULO DE α para tubería 3”pvc y c=140 α=0.(3)8877=
0.0008877
HF1-2 = α L1-2 Qmáx horario 1-2 ^1.85
HF1-2 = 0.0008877*66.42*(2.02)^1.85=0.2165
MTS
HM1-2 = 15%HFHM1-2=0.15*0.2165=0.03248
HT1-2 = HF1-2 + HM1-2HT1-2=0.2165+0.03238=0.249