Problemas abasteci
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERIA – DAICS - E.A.P. INGENIERÍA CIVIL
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERÍAE.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.
Docente: Ing. Edgar Sparrow Álamo Página 1
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ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
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:
segltQdiseño 1.2=
mL 380=
Cota de captación= 2500 m.s.n.m
Cota de reservorio= 2450 m.s.n.m
140=c
SOLUCION
Hallando ""S
1316.0380
24502500)(Recot)(cot =−=−=L
servorioacaptaciónaS
Ahora hallando ""D
38.0
54.0
338.0
54.0 1316.01002785.0
101.2
2785.0
=
=
−
xx
x
xCxS
QD
"61.11.4041.0 ≡≡= cmmD
Considerandodo "2=D Docente: Ing. Edgar Sparrow Álamo Página 2
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ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
smx
xx
A
QV /04.1
)0508.0(
101.242
3
===−
π
Considerandodo "5.1=Dsm
x
xx
A
QV /84.1
)0381.0.0(
101.242
3
===−
π
∴Tomando el diámetro comercial: "" 261.1 ≡≡D
Luego comprobando con el nuevo diámetro
mcmD 0508.008.52" ≅≅≅Corrigiendo “S”
85.1
63.2
385.1
63.2 0508.01402785.0
101.2
2785.0
=
=
−
xx
x
xCxD
QS
0251.0=S
mxSxLh f 54.93800251.0 ===
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:
smQ /4.0 3=100=C
Solución
smQ /4.0 3=
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mL 500=?¿−=D
mL 500=
Aplicando Bernoulli entre “B” y “A”
fAA
ABB
B hg
VPZ
g
VPZ +++=++
22
22
γγ
fA
AB hP
ZZ ++=γ ……………….(1)
i) Asumiendo V=1.5 m/s
"8.2258.050.1
40.044 ==== mx
x
xV
xQD
ππ
Tomando el diámetro comercial: mcmD 60.06024" =≡≡Entonces: sm
xx
AQ
V /41.160.040.04
2===
πCalculando la pendiente ""S
85.1
63.2
85.1
63.2 60.01002785.0
40.0
2785.0
=
=
xxxCxD
QS
00468.0=SLuego: 500000468.0 xSxLh f ==
mh f 40.23=
ii) Asumiendo D=700 mm=28”
Luego smxx
AQ
V /04.170.040.04
2===
π85.1
63.2
85.1
63.2 70.01002785.0
40.0
2785.0
=
=
xxxCxD
QS
00221.0=SLuego: 500000221.0 xSxLh f ==
mh f 05.11=
Reemplazando en (1)
∴ mZB 15.14205.1110.131 =+=
m05.4110.10115.142 =− más por encima del punto A
Estará el nivel del fondo del reservorio.
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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, 3.11 =K y densidad es 7). Se desea:
a) El volumen del reservorio a construirseb) El caudal a bombear , si tendrá un régimen de 24 horas de bombeoc) 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 PQ :
86400
cióniseñoxDotaPoblaciónDQP =
7760# xidadlotesxDensiseñoPoblaciónD ==.5320HabiseñoPoblaciónD =
86400
2505320xQP =
• Hallando el volumen del reservorio ( RV )
321 VVVVR ++=
RESERVANDIOCONTRAINCEREGULACIÓNR VVVV ++=
• Hallando ( 1V )
PxQV 25.01 =
lt
mx
dia
segx
seg
ltxV
1000
1
1
8640039.1525.0
3
1 =
3
1 4.332 mV =
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segltV /3324241 =• Hallando ( 2V )Como en este caso la población es < 10 000, entonces no consideramos volumen contra incendio.
02 =V
• Hallando ( 3V )
)0424.332(33.0)(33.0 213 +=+= VVV
33 70.109 mV =
Entonces reemplazando en:
321 VVVVR ++=70.1090424.332 ++=RV
310.442 mVR =b) Calculando el caudal a bombear ( BQ )
BmdB TxQQ
24=
• Calculando el caudal máximo diario ( mdQ )
Pmd xQKQ 1=39.153.1 xQmd =segltQmd /012.20=
∴24
24012.20 xQB =
segltQB /012.20=
c) Calculando el equipo de bombeo a usar:segltQB /012.20= , PVC(C=140)
• Cálculo de los diámetros Tubería de impulsión
Bi QxXD 4/13.1=
24
24
24== BTX
1=X
Luego: "37.71839.01839.0020012.03.1 ==== xDi )
)200("8 mmDi =
A
QVi =
smx
x
A
QVi /64.0
70.01416.3
020012.042
===
Tubería de succión
Se toma un diámetro mayor que el de impulsión
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)250("10 mmDSUCCION =
smx
x
A
QVS /41.0
250.01416.3
020012.042
===
segltQB /012.20=
, PVC(C= smVS /41.0= (¡NO CUMPLE! )
Por lo tanto tomamos:
)150.0("6 mDIMPULSIÓN
=
)200.0("8 mDSUCCION = Sumergencia
1.05.2 +=SUCCIÓN
DS
1.02.05.2 += xS
6.0=S
• Cálculo de la altura dinámica total ( DTH ) Altura estática total =Hs+Hi Hi=38 m Hs=5 m Altura estática total=43 m
Perdida en la succión ( "8=Ds )
Viendo la tabla para encontrar las perdidas de longitud equivalentes para "8=Ds , 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 : m4.62
SxLh f =
00206512.020.01402785.0
020012.0
2785.0
85.1
63.2
85.1
63.2=
=
=
xxxCxD
QS
4.62002065.0 xSxLh fsuccion ==
1289.0=fsuccionh
Perdidas en la impulsión ( "6=impulsionD )
-Válvula de retención liviana………………………………………..12.5-Válvula compuerta………………………………………………….…..1.10-Codo 90º radio largo……………………………………………………20.40Longitud tub. Recta ……1+62.4+90+1+37.2+0.2+0.1........192.80 Longitud equivalente total: 214.30
SxLh f =
0084.0150.01402785.0
020012.0
2785.0
85.1
63.2
85.1
63.2=
=
=
xxxCxD
QS
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3.2140084.0 xSxLh fsuccion ==mh fsuccion 80.1=
• Altura de velocidad de descarga
?¿2
2
−−−=g
Vd
Hallando la velocidad de descarga ( dV )
)150.0("6 mDimpulsion =
smx
x
A
QVi /13.1
150.01416.3
020012.042
===
smVi /13.1=smVV id /13.1==
81.92
13.1
2
22
xg
Vd =
0651.02
2
=g
Vd
Encontramos la altura dinámica total ( DTH )
DTH =Altura estática total+ perdidas de succión + perdidas de impulsión + altura de velocidad
de descarga.0651.07941.11289.043 +++=DTH
mHDT 988.44=Con los valores de mHDT 988.44= y sltQB /012.20=
HPxxxxQxH
pot DT 1275
4510012.20)1000(
75
)( 3
===−γ
d) Si dd NPSHNPSH > entonces 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
min1024.3 36 cmx a una población a la que se le considera una dotación de diahablt /./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 mhQ en lt/s, ya que el gasto que sale del reservorio hacia la red es mhQ
33
3
3
36
100
1
1
1000
60
min1024.3
cm
mx
m
ltx
segx
mim
cmxQmh =
sltQmh 54=
dmh QKQ 2=
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2K
QQ mh
d = pd QQ =
8.1
54=dQ
sltQd 30=
86400
# iónidadxDotaclotesxDensQd =
86400
1506#30
xlotesx=
loteslotes 2880# =
Realice el diseño de las pendientes del siguiente sistema de alcantarillado.
SOLUCIÓN
1000
)(000 mxLS
H =
Asumiendo 000
min 10=STramo 1-2
∴ mx
H 80.01000
8010 ==
Como no cumple con la altura de buzón en el punto 2
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Entonces:
Corrigiendo la pendiente
00025
080.08.968.98 =−=S
Tramo 2-3Como tiene el mismo desnivel y la misma distancia del tramo 1-2
00000.25
080.08.948.96 =−=S
Tramo 1-4
00033.33
06.08.968.98 =−=S
Tramo 2-5
00033.33
06.08.948.96 =−=S
Tramo 3-6
00033.33
06.08.928.94 =−=S
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Tramo 4-5
00000.25
08.0
8.948.96 =−=S
Tramo 5-6
00000.25
08.08.928.94 =−=S
FIGURA FINAL
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