Red de distribuci´ on on Grad iente Gradien te hidr hidr´ ´ auli co. aulico. Dise˜ no de reservorio. no
Dise˜ no de sistema de agua potable del no centro poblado de Pampachacra. Huancavelica P. Claudio1
P. Romeo2
C. Sara3
1−3
UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Facultad de Ciencias de Ingenier´ Ingenier´ıa Escuela Profesional de Ingenier´ Ingenier´ıa Civil - Huancavelica
{1 claudiop1024, 2 chenzen}@gmail.com, 3
[email protected]
26 de enero de 2017
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Red de distribuci´on on An´alisis alisis de redes de distribuci´ distri buci´on on Grad Gr adie ient ntee hidr´ hidr´aulico aul ico.. Dise˜no no de reservorio. Dise˜no no de reservorio. Tipos de reservorios.
Dimensionamiento
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An´alisis alisis de redes de distribuc distribuci´ i´ on on
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Poblaci´ on de dise˜ on no no
Para efectuar la elaboraci´on on de un proyecto de abastecimiento de agua potable es necesario determinar la poblaci´on futura de la localidad que seg´un un su clasificaci´on on socioecon´omica omica pueden ser: Popular, Popular, Media o Residencial. As´ As´ı mismo se debe distinguir si son zonas comerciales o industriales. La poblaci´on on actual se determina en base a los datos proporcionados proporcionados por el Instituto Nacional de Estad´ Estad´ıstica e Infor orm´ m´ati at ica.
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Poblaci´ on de dise˜ on no no
Model Mo delos os ma mate tem´ m´atic aticos os M´etodo Aritm´etico. M´etodo Geom´etrico. M´eto et odo Wapp Wappus us.. M´eto etodo Ex Exp ponenci one ncial. al. M´eto et odo INEI NEI.
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Poblaci´ on de dise˜ on no no
An´alisis alisis de redes de distribuc distribuci´ i´ on on
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Poblaci´ on de dise˜ on no no Caudales de dise˜no no Es el caudal que se maneja dependiendo de la cantidad de poblaci´on on que se pretende dotar o satisfacer con el servicio. Entre ellas tenemos: Caudal Medio Diario: Es el promedio de los caudales diarios utilizados por una poblaci´on on determinada, dentro de una serie de valores medidos. Caudal M´aximo aximo Diario: Es el m´aximo aximo consumo de la serie de datos medidos en el d´ıa. Caudal Caud al M´aximo axi mo Horario: Horario: Es el m´aximo aximo consumo cons umo que se da a cada hora hora durante durante el d´ıa y se obtiene obtiene a partir partir del caudal medio y un coeficiente de variaci´ on on horaria. horaria.
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Poblaci´ on de dise˜ on no no
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Redes de distribuci´on on Marco te´orico orico La red de distribuci´on on de agua est´a constituida constit uida por un conjunto de tuber´ tuber´ıas, accesorios accesorios y estructuras que conducen el agua hasta las conexiones domiciliarias. Par´amet ametro ross de di dise se˜˜no no ´ Area del proyecto.
Presiones de servicio. Velocidades de dise˜ no. no. Di´ ametros. Caudales.
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Redes de distribuci´on on Tipos de redes de distribuci´on. on. Existen tres tipos de tipos de redes de agua potable: Red abierta o ramificada Red Cerrada o anillada Red mixta o combinada Componentes de sistema de distribuci´on on Tub Tub er´ıa. Esta formada por p or red de tuber´ tuber´ıas y esta se compone en: Linea de alimentaci´ on. on. Tub uber er´ ´ıas ıa s primar pri maria ias. s. Tub uber er´ ´ıas secundarias secundaria s o de relleno. relleno . Tomas domiciliarias.
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Redes de distribuci´on on Componentes de sistema de distribuci´on on 1 Longitud. 2 Coeficiente de rugosidad. 3 Cota de terreno. 4 Valvulas reguladoras.
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Redes de distribuci´on on a) V´ alvula ula de compuer uerta
b) V´ alvula ula de aire
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Redes de distribuci´on on c) V´ alvula alvula de retenc retenci´ i´ on on o chec check k
d) V´ alvu alvula la de globo globo
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An´ alisis de red de dist alisis distribu ribuci´ ci´on on
M´etodos eto dos de red de distri distribuci´ buci´on on Los m´etodos eto dos mas utiliz uti lizados ados para el an´alisis alisis son: son: M´etodo eto do M´eto et odo M´eto etodo M´etodo M´eto etodo
de de de de de
Hardy Cro Cross. ss. Nodo No do Simu Si mult lt´´aneo aneo.. Circ Ci rcui uito to Simu Simult lt´´aneo aneo.. Teor or´´ıa Lineal ea l. Grad Gr adie ient ntee Hidr Hidr´´auli aulico co..
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Grad Gr adie ient ntee hi hidr dr´ ´ aulico auli co.. Fue desarrollado por los profesores E. Todini y E. P. Q’Connell en la universidad de Newcastle upon Tyne y por R. Salgado, como parte de su tesis doctoral en 1982 - 1983. Todini y Pilati (1987) plantearon la forma definitiva del m´etodo, etodo, en el cual las ecuaciones de energ´ energ´ıa individuales para cada tubo se combinan con las ecuaciones de masa individuales en cada uni´on con el fin de obtener una soluci´on on simultanea tanto de los caudales en las tuber tub er´´ıas como las de las alturas altura s piezom´etricas etric as en los nudos. En cada nodo debe cumplirse la ecuaci´on de continuidad. NT i i
=1 j =1
Q ij ij − Q Di Di + Q ei ei = 0
(1)
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Grad Gr adie ient ntee hi hidr dr´ ´ aulico auli co.. Top opol olog og´´ıa de la re red. d. umero de tuberias de la red. NT= N´umero NN= N´umero umero de nodos con altura piezom´etrica etrica desconocida. [A12]= Matriz de conectividad. Su dimensi´on on es NT*NN. NS= N´umero umero de nodos de altura piezom´etrica etrica fija o conocida. [A10]= Matriz topol´ogica. ogica. Su dimensi´on on es NT*NS. [A11]= Matriz diagonal. Su dimensi´on on es NT*NT. [Q]= Vector de caudales con dimensi´on on NT*1. [H]= Vector de alturas altura s piezom´etricas etrica s desconocidas descono cidas con dimensi´on on NN*1.
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Grad Gr adie ient ntee hi hidr dr´ ´ aulico auli co..
Top opol olog og´´ıa de la re red. d. [Ho]= Vector de alturas altura s piezom´etricas etrica s fijas con dimensi´ dimensi ´on on NS*1. [A21]= Matriz transpuesta de [A12]. [q]= Vector de consumo (demanda), en cada nodo de la red, con dimensi´on on NN*1.
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M´eto etodo de sol oluc uci´ i´on. on. Ecuaci´on on de Colebrook - White ε 1 2,51 √ = −2log ( + √ ) 3,71D Re f f
(2)
M´etodo eto do de Pun Punto to Fij Fijo. o. Sea la ecuaci´on on general. f (x ) = 0
(3)
De lo cual se desea encontrar encontrar una ra´ ra´ız real x. El primer primer paso consiste en transformar la ecuaci´on on (1) a la forma equivalente. x = g (x )
(4)
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M´eto etodo de sol oluc uci´ i´on. on. Matriz digonal [A11] de NT*NT: La matriz diagonal cuya dimension es NT*NT. Presenta el (n −1) γ i valor αi Q i i + β i i + Q en la diagonal; los coeficientes β y γ i i son ceros, ya que no existen bombas en la red. (n1 −1) 1 Q 1
α
+ β 1 +
0
γ1
Q 1
0 (n −1) α2 Q 2 2 + β 2 +
γ2
Q 2
0
···
0
0
···
0
···
0 . . .
(n −1) + β3 + α3 Q 3 3
γ3
0
0
. . .
. . .
. . .
..
0
0
0
···
Q 3
. (n
−
NT αNT Q NT
1)
+ β NT +
γ N Q N
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M´eto etodo de sol oluc uci´ i´on. on.
Ecuaciones para la soluci´on. on. Para el calculo de H i i +1 . H i i +1 = −([A21]([N ][ ][A11] )−1 [A12])−1 ([A12]([N ][ ][A11])−1 ([A11][Q ] + [A10][H 0 ]) − ([A21][Q ] − [q ])) ])) Para el calculo de Q i i +1 . ][A11] )−1 [A11])[Q ]− Q i i +1 = ([I ] − ([N ][ (([N ][ ][A11] )−1 ([A12][H i i +1 ] + [A10][H 0 ]))
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Identificando Identi ficando los nod nodos, os, tub tuber er´´ıas y direcci direcci´´on on
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Norma ISO - 4422
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Definiendo la red Numero Numero de tuber tub er´´ıas: NT=16 NT= 16 Numero de nodos: NN=13 Tub
Ni
Nf
L(m)
D (mm)
Kl
Ks ( m)
T (C )
16
1 4 4 2 4 6 5 5 7 5 7 8 9 9 12 13
4 2 6 3 5 7 3 7 10 8 9 9 11 12 13 14
197,122 120,090 58,890 111,440 74,300 69,470 74,380 46,200 99,910 23,380 42,830 47,050 109,880 109,879 138,541 155,011
59,80 28,80 28,80 28,80 21,40 21,40 21,40 21,40 17,00 21,40 21,40 21,40 21,40 21,40 28,80 21,40
10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015 0,0000015
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
. 12 3 4 56 7 98 10 1112 13 1145
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Definiendo cota topogr´afica afica y demanda en los nudos a la red Nudo
Cota (msnm)
14
3992,560 3984,530 3999,730 3987,180 3996,730 3986,860 3983,190 3978,000 3984,940 3959,340 3959,335 3949,210 3943,240
23 4 56 7 8 190 11 1123
Qd (m3/s ) 7,036E − 05 2,272E − 04 1,281E − 04 4,600E − 05 1,283E − 04 4,234E − 05 6,091E − 05 6,055E − 05 1,161E − 04 2,166E − 04 2,009E − 04 3,347E − 04 2,800E − 04
Definiendo Reservorio a la red [RSV ] =
Nudo
RSV
1
4030
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Definiendo bomba en la red La ecuaci´on on de la bomba es de la forma γ = aQ 2 + bQ + c
. 12 3 45 6 7 89 10 11 1123 1145 Tub
a
b
c
16
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
No existe bombas en la red.
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Matriz de conectividad de dimension NT*NN [A12]= 0 1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 -1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 -1 -1 -1 -1 0 -1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 1 -1 -1 0 -1 -1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 -1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 1 -1 -1 0 -1 -1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -1 -1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 -1 -1 -1 -1 0 0
La matriz transpuesta [A21]=[A12]’
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 -1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 -1 -1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Matriz topol´ogica ogica NT*NS [A10]= -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Matriz diagonal NT*NT [N]= 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Matriz identidad NT*NT [I]= 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
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0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Primera iteraci´on on [A11]= 1075.37 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 7122.49 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 4245.37 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 5941.06 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 18893.18 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 17643.38 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9155.53 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 23 2 3283.32
Red de distribuci´ on on Grad iente Gradien te hidr hidr´ ´ auli co. aulico. Dise˜ no de reservorio. no
Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Primera iteraci´on on Resumen de las velocidades y caudales.
. 12 3 45 6 78 9 1011 12 1314 15 Tub
Q (m3/s )
L (m )
D (m)
V (m/s )
f
16
0,00191 0,00053 0,00069 0,00046 0,00056 0,00056 0,00024 0,00021 0,00012 0,00054 0,00062 0,00048 0,00022 0,00082 0,00061 0,00028
197,122 120,090 58,890 111,440 74,300 69,470 74,380 46,200 99,910 23,380 42,830 47,050 109,880 109,879 138,541 155,011
0,0598 0,0288 0,0288 0,0288 0,0214 0,0214 0,0214 0,0214 0,0170 0,0214 0,0214 0,0214 0,0214 0,0214 0,0288 0,0214
0,681 0,818 1,058 0,710 1,562 1,560 0,654 0,596 0,511 1,493 1,715 1,323 0,602 2,268 0,944 0,779
0,0234 0,0267 0,0251 0,0276 0,0246 0,0246 0,0305 0,0312 0,0346 0,0248 0,0241 0,0256 0,0311 0,0226 0,0258 0,0291
β 0,236 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
γ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
α 562308,808 13365458 ,877 6159866 ,102 12844394 ,228 33627321 ,690 31453052 ,220 41721712 ,413 26558615 ,014 201410381,215 10694587 ,255 18968998 ,543 22143969 ,598 62990799 ,512 45676353 ,179 14892986 ,908 83145608 ,498
Red de distribuci´ on on Grad iente Gradien te hidr hidr´ ´ auli co. aulico. Dise˜ no de reservorio. no
Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Primera iteraci´on on Resumen de las cotas piezom´etricas etrica s y presiones. Nudo
Cota P .(m)
P .(mca)
14
4023,6877 4020,5555 4027,9439 4017,6096 4025,2295 4016,2113 4014,4211 4009,2102 4013,4967 4006,2562 3978,8204 3973,1920 3966,6719
23,4319
23 4 56 7 89 10 1112 13
31,1277 36,0255 28,2139 30,4296 28,4995 29,3513 31,2311 31,2102 28,5567 46,9162 19,4854 23,9820
Red de distribuci´ on on Grad iente Gradien te hidr hidr´ ´ auli co. aulico. Dise˜ no de reservorio. no
Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on ´ tima Ul Ulti ma it iter erac aci´ i´on on [A11]= 1075.37 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 7483.74 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 4112.46 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 6285.91 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 18690.27 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 16960.61 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9155.53 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 23 2 3283.32
Red de distribuci´ on on Grad iente Gradien te hidr hidr´ ´ auli co. aulico. Dise˜ no de reservorio. no
Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on ´ tima Ul Ulti ma it iter erac aci´ i´on on Resumen de las velocidades y caudales. Tub
Q (m3/s )
L (m )
D (m)
V (m/s )
f
16
0,00191 0,00057 0,00066 0,00050 0,00055 0,00053 0,00027 0,00023 0,00012 0,00055 0,00061 0,00049 0,00022 0,00082 0,00061 0,00028
197,122 120,090 58,890 111,440 74,300 69,470 74,380 46,200 99,910 23,380 42,830 47,050 109,880 109,879 138,541 155,011
0,0598 0,0288 0,0288 0,0288 0,0214 0,0214 0,0214 0,0214 0,0170 0,0214 0,0214 0,0214 0,0214 0,0214 0,0288 0,0214
0,681 0,873 1,015 0,765 1,540 1,481 0,755 0,645 0,511 1,522 1,686 1,352 0,602 2,268 0,944 0,779
0,0234 0,0263 0,0253 0,0271 0,0247 0,0249 0,0294 0,0306 0,0346 0,0247 0,0242 0,0254 0,0311 0,0226 0,0258 0,0291
. 12 3 4 56 7 89 10 11 12 1314 15
β 0,236 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
γ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
α 562308,808 13153685 ,472 6221416 ,893 12607503 ,779 33738264 ,684 31835282 ,636 40216524 ,437 26010827 ,994 201410381,215 10646420 ,191 19043904 ,136 22029957 ,824 62990799 ,512 45676353 ,179 14892986 ,908 83145608 ,498
Red de distribuci´ on on Grad iente Gradien te hidr hidr´ ´ auli co. aulico. Dise˜ no de reservorio. no
Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on ´ tima Ul Ulti ma it iter erac aci´ i´on on Resumen de las cotas piezom´etricas etrica s y presiones. Nudo
Cota P .(m)
P .(mca)
14
4023,6860 4020,5520 4027,9439 4017,5899 4025,2255 4016,1895 4014,4004 4009,1878 4013,4749 4006,2339 3978,7980 3973,1696 3966,6496
23,4096
23 4 56 7 89 10 1112 13
31,1260 36,0220 28,2139 30,4099 28,4955 29,3295 31,2104 31,1878 28,5349 46,8939 19,4630 23,9596
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on ´ tima Ul Ulti ma it iter erac aci´ i´on on Error.
Qi
Qi + 1
0,00028003
0,00191200 0,00056895 0,00066102 0,00049859 0,00055398 0,00053276 0,00027139 0,00023203 0,00011610 0,00054734 0,00060635 0,00048643 0,00021655 0,00081568 0,00061475 0,00028003
00,,0000109516280905 0,00066102 00,,0000004595835998 0,00053276 00,,0000002273123093 0,00011610 00,,0000005640763345 0,00048643 00,,0000002811655658 0,00061475
Error 4,4257E − 16 −1,6798E − 13 1,3561E − 13 −1,6804E − 13 3,2436E − 14 1,3567E − 13 −1,6827E − 13 −1,0301E − 13 1,7645E − 17 −3,2852E − 14 3,2634E − 14 −3,2697E − 14 −4,3395E − 17 −1,0192E − 16 −2,8189E − 17 0,0000E + 00
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Di´ametr ame tros os co comer merci cial ales es Resumen general.
. 1 23 4 56 7 89 10 1112 13 1145 Tub
16
Dint (mm)
59,80 28,80 28,80 28,80 21,40 21,40 21,40 21,40 17,00 21,40 21,40 21,40 21,40 21,40 28,80 21,40
DN (mm)
DN (Pulg .)
63,00 32,00 32,00 32,00 25,00 25,00 25,00 25,00 20,00 25,00 25,00 25,00 25,00 25,00 32,00 25,00
2 1 1 1 3/4 3/4 3/4 3/4 1/2 3/4 3/4 3/4 3/4 3/4 1 3/4
Clase C − 5 C − 10 C − 10 C − 10 C − 15 C − 15 C − 15 C − 15 C − 15 C − 15 C − 15 C − 15 C − 15 C − 15 C − 10 C − 15
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Verificaci´on on en Epanet Esquema general.
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Verificaci´on on en Epanet Presiones.
Red de distribuci´ on on Grad iente Gradien te hidr hidr´ ´ auli co. aulico. Dise˜ no de reservorio. no
Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Verificaci´on on en Epanet Velocidades.
Red de distribuci´ on on Grad iente Gradien te hidr hidr´ ´ auli co. aulico. Dise˜ no de reservorio. no
Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Verificaci´on on en Epanet Tabla de presiones.
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Verificaci´on on en Epanet Tabla de Velocidades.
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Comparaci´on on entre Programaci´on on y Epanet Tabla de Velocidades. Tub
Prog Progra rama maci cion on V ( m/s )
Epan Epanet et V (m/s )
16
0,68 0,87 1,01 0,77 1,54 1,48 0,75 0,65 0,51 1,52 1,69 1,35 0,60 2,27 0,94 0,78
0,68 0,87 1,02 0,76 1,54 1,48 0,75 0,64 0,51 0,52 1,69 1,35 0,60 2,27 0,94 0,78
1 2 34 5 6 7 89 10 1112 13 1415
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Gradi Gra dient entee hid hidr´ r´ aulico.aulico .- sol soluci uci´ ´on on Comparaci´on on entre Programaci´on on y Epanet Tabla de Presiones.
2 3 4 56 7 8 190 11 12
Nodo odo
13 14
Programacion Epanet Presio sion (mca) Presion (mca)
31,13 36,02 28,21 30,41 28,50 29,33 31,21 31,19 28,53 46,89 19,46 23,96 23,41
31,14 36,04 28,23 30,42 28,51 29,34 31,23 31,20 28,51 46,90 19,53 24,03 23,45
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Dise˜ no de reservorio. no Dimensionamiento
Contenido
1
2
3
Red de distribuci´on on An´alisis alisis de redes de distri distribuci´ buci´on on Grad Gr adie ient ntee hidr´ hidr´aulico aul ico.. Dise˜no no de reservorio. Dise˜no no de reservorio. Tipos de reservorios.
Dimensionamiento
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Dise˜ no de reservorio. no Dimensionamiento
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1
2
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Red de distribuci´on on An´alisis alisis de redes de distri distribuci´ buci´on on Grad Gr adie ient ntee hidr´ hidr´aulico aul ico.. Dise˜no no de reservorio. Dise˜no no de reservorio. Tipos de reservorios.
Dimensionamiento
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Dise˜ no de reservorio. no Finalidad: suministrar agua para consumo humano a las redes de distribuci´on. on.
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Dise˜ no de reservorio. no Tipos de reservorios elevados, apoyados y enterrados. Elevados: pueden pue den tomar tomar la forma esf´erica, erica, cil´ cil´ındric ındrica, a, y de paralelep´ paralelep´ıpedo, ıpe do, son construidos constr uidos sobre torres, columnas, columna s, pilotes, etc. Apoyados: que principalmente tienen forma rectangular y circular, son construidos directamente sobre la superficie del suelo. Enterrados: de forma rectangular y circular, son construidos por debajo de la superficie del suelo (cisternas).
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Dise˜ no de reservorio. no Aspectos generales Ubicaci´ on on Los reservorios reserv orios se deben deb en ubicar en ´areas areas libres. Estudios Complementarios Para el dise˜no no de los reservorios reserv orios de almacenamiento almacena miento se deber´ deb er´a contar con informaci´ on on de la zona elegida. Vulnerabilidad Los reservorios reserv orios no deber´ deb er´an an estar ubicados en terrenos sujetos a inundaci´on, on, deslizamientos u otros riesgos que afecten su seguridad. Determinaci´ on del volumen de almacenamiento. El on volumen deber´a determinarse con las curvas de variaci´on on de la demanda horaria de las zonas de abastecimiento o de una poblaci´on on de caracter caract er´´ısticas ıst icas similare similares. s.
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Dise˜ no de reservorio. no Volumen de almacenamiento Volumen de Regulaci´ on: on: E Ell volu vo lume men n de regu regula laci ci´´on on ser´ ser´a calculado con el diagrama masa correspondiente a las variaciones horarias de la demanda. Cuando se comprueba la no disponibilidad de esta informaci´on, on, se deb deber´ er´a adoptar adoptar como m´ınimo el 25 % del promedio promedio anual de la demanda como capacidad de regulaci´on. on. Volumen Contra Incendio: En los casos que se considere consider e demanda contra incendio, incendio , deber´ deb er´a asignarse un volumen m´ınimo adicional de acuerdo al siguiente criterio: - 50 m3 para ´areas areas destinadas netamente a vivienda. Volumen de Reserva: De ser el caso, deber´ deb er´a justificarse justifi carse un volumen adicional de reserva.
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Dise˜ no de reservorio. no
C´alculo alculo de capacida capacidad d de reserv reservorio orio Para Para el c´alculo alculo del volumen de almacenamiento se utilizan m´eto etodos gr´aficos afic os y anal ana l´ıtic ıticos. os. Los Los primer prim eros os se basan basan en la determinaci´on o n de la ¸curva curva de masa. o de ¸consumo consumo integral”, integral”, considerando los consumos acumulados; para los m´etodos etodos anal´ anal´ıticos, se debe disponer de los datos de consumo por horas y del caudal disponible de la fuente, que por lo general es equivalente al consumo promedio diario
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Dise˜ no de reservorio. no
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Dise˜ no de reservorio. no
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Proced Pro cedimi imient ento o de c´ alculo.. alculo
Dotaci´on on De los c´alculos alculos realizados realiz ados anteriormente, anteri ormente, obtenemos obtenem os lo siguiente: Qmd = 0,904583 Lts/s Qmh = 1,91145 Lts/s
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Proced Pro cedimi imient ento o de c´ alculo.. alculo Asumimos los factores de consumo horario De acuerdo al consumo en una zona rural (Pampachacra) Se estimaron los siguientes:
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Proced Pro cedimi imient ento o de c´ alculo.. alculo Calculo de la variaci´on on de consumo
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Proced Pro cedimi imient ento o de c´ alculo.. alculo Calculo de la variacion de consumo
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Proced Pro cedimi imient ento o de c´ alculo.. alculo
Calculo de la variacion de consumo Del c´alculo alculo anterior podemos po demos observar que nos hace falta agua en 5.1 m3, por lo tanto calcularemos nuevamente la variaci´on de consumo teniendo en cuenta el llenado del reservorio desde las 22 hras hasta las 4 horas, obteniendo los siguientes resultados: Para esto asumiremos un reservorio cuadrado de 3.0 m de base. Obteniendo Obteni endo un ´area area de: 9.00 m2
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Proced Pro cedimi imient ento o de c´ alculo.. alculo Calculo de la variacion de consumo
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Proced Pro cedimi imient ento o de c´ alculo.. alculo Gr´afico
Dise˜ no de reservorio. no Dimensionamiento
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Dimensionamiento
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Proced Pro cedimi imient ento o de c´ alculo.. alculo Dimensionamiento Teniendo en cuenta los siguientes criterios procedemos a dimensionar dimensi onar nuestro n uestro reservorio: reserv orio: Altura Altur a m´axima axima de regulaci´ regula ci´on on = 2.17 m = 2.20 m Consideramos un borde libre (BL) (B L) de 0.4 m siendo el m´ınimo 0.3 seg´un un el RNE Norma OS-090 Por lo tanto tendremos una altura de: h=2.60m
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Conclusiones. En cuanto a reservorio Se asumi´o un reservorio cuadrado por el costo y facilidad de construcci´on. on. El pre dimensionamiento de las paredes internas del reservorio se realiz´o con el volumen de regulaci´on, on, no se consider´o volumen contra incendios ya que al ser un centro poblado peque˜no, no, la incidencia de incendios es muy peque˜na. na. El volumen de agua restante deber´a de ser regulado en campo, camp o, mediant medi antee v´alvula alvulas. s.
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Conclusiones.
En cuanto a Lineas de conducci´on on De acuerdo a los requerimientos de caudal necesario para abastecer abastece r el reservorio reserv orio se considerar´ consider ar´ a una bomba bom ba centr´ centr´ıfuga de 191.5 W a una altura de 0.54 m a una distancia de 20 metros, y para impulsar una total de 21.57m.
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Conclusiones.
En cuanto a la red de distribuci´on on Las redes matrices siempre deben ubicarse en las calles mas grandes, permitiendo la operaci´on on y mantenimiento sin mayor dificultad. En esta red de distribuci´on on se esta utilizando tres tipos de clases de tuber´ tuber´ıas, las cuales son C-5, C-10 y C-15. En el tramo 1- 4 se est´a colocando colo cando una v´alvula alvula tipo tip o globo glob o con un K=10, esto para poder regular la salida del reservorio.