2.- Calculo Linea de Conduccion Bombeo

July 18, 2017 | Author: Miguel Angel Morales | Category: Pipe (Fluid Conveyance), Manmade Materials, Building, Fluid Dynamics, Building Technology
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MEMORIA DE CALCULO DE LA LINEA DE CONDUCCION POR BOMBEO DATOS DEL PROYECTO SE CONSIDERA ESTA POBLACIÓN 1084 Hab DE PROYECTO, YA QUE SOLO SE 440 Hab BENEFICIA A UNA ZONA DE LA 140 L/Hab/dia LOCALIDAD, LA CUAL 12 Años ACTUALMENTE CUENTA CON 35 1.4 VIVIENDAS APROXIMADAMENTE. 1.55 Agua superficial Caja colectora y carcamo de bombeo Tanque superficial

Poblacion actual Población de proyecto Dotacion Periodo de proyecto C.V.D C.V.H Fuente de abastecimiento Captacion Regularizacion

POBLACIÓN DE PROYECTO POBLACION ACTUAL Pa =

1084.00

Hab

Pp =

440.00

Hab

Gasto medio anual

=

0.71

L.P.S

Gasto maximo diario

=

1.00

L.P.S

Gasto maximo horario

=

1.55

L.P.S

= =

1.50 2.50

Pulgadas Pulgadas

POBLACION DE PROYECTO

CÁLCULO DEL DIÁMETRO DE CONDUCCIÓN CALCULO DE LOS GASTOS

CALCULO DEL DIAMETRO Gasto de bombeo Horas de bombeo Ø Conduccion

1.00 24.00

L.P.S Horas

SE PROPONE UTILIZAR TUBERIA DE ACERO GALVANIZADO DE 2 1/2" DE DIAMETRO, CED. 40

CÁLCULO DE LA POTENCIA DE LA BOMBA CARGA TOTAL ESTATICA Desnivel

2538.143

2455.041

mts

=

83.10

m

CALCULO DE LA PERDIDA DE CARGA POR FRICCION Longitud de tuberia Diametro Gasto Acero galvanizado Espesor

1185.951 0.0635 0.00100 0.014 0.391

m m m3/s cm

Tabla 1. Valores de "n" para diferentes tipos de tuberias. Tipo de Tuberia

n 0.009 0.01 0.012 0.014 0.015

P.V.C. Asbesto - cemento Concreto Acero galvanizado Fierro galvanizado

Fórmulas de Manning

4901.17

=

5.79

m

=

0.29

m

102.48

m

PERDIDAS MENORES

CARGA TOTAL DE BOMBEO Desnivel topografico Nivel dinamico Carga en el tanque Perdida total por friccion Suma parcial Otras perdidas (6%)

83.10 5.00 2.50 6.08 96.68 5.80

m m m m m m

91.68 C.T.B. =

Cálculo de la sobrepresión o golpe de ariete 2/3

V= 1 R n

S

1/2

=

0.32

R=A/P=

0.016 2

A = 0.785 D =

0.0032

m2

P = 3.1416 D =

0.199

m

R S

2/3

=

1/2

= Hf L

0.063143453 1/2

1/2

=

6.081 = 1185.951

0.07160

m/seg

El golpe de ariete de calcula mediante la expresión siguiente: A h i = 145 V = 46.83 = 46.83 m 1+ Kad 1.000 Ee Donde: E = Modulo de alasticidad del material e = Espesor del diametro analizado = 0.391 cm. Ka = Modulo de alesticidad del agua = 20738 Kg/cm2 d = Diametro de la tuberia V = Velocidad De esta sobrepresión el 80 % del golpe de ariete es absorbido por las válvulas y el 20% por la tubería. De acuerdo con lo anterior la sobrepresión absorbida por la tubería será: Hs =

9.37

m.

Por lo tanto la carga total en el momento del golpe de Ariete será: Dt = Hft + Hs =

111.85

Carga normal de trabajo de la tuberia = Por lo tanto

400 m.

SE ACEPTA

m ( 40 Kg/cm2 )

la tubería propuesta.

Tabla 2. Valores de "E" para diferentes tipos de tuberias. Tipo de Tuberia P.V.C. Asbesto - cemento Concreto Fibrocemento Acero Hierro colado Cobre

E (Kg/cm2) 28100 328000.000 175000 240000 2100000

1050000 1300000

POTENCIA DE LA BOMBA Donde: γ = Peso especifico del liquido Q = Gasto Ht = Carga total de bombeo μ = Eficiencia de la bomba

SE PROPONE UNA BOMBA DE

60%

3.00

H.P, PARA BOMBEAR DURANTE

De acuerdo a las graficas de trabajo de bombas sumergibles MARCA ALTAMIRA SERIE T SE PROPONE UTILIZAR EL MODELO: 1.5T30-17(3HP) con las siguientes caracteristicas: Rango de operación: Potencia: R.P.M

0.8 - 2 LPS 3.00 3450

LPS H.P RPM

P= P=

2.24 3.00

H.P

24.00

HORAS

H.P

CALCULO DE ENVOLVENTES MAXIMA Y MINIMAS Ho =

91.68

m

CELERIDAD De acuerdo al libro "Teoria del golpe de ariete y sus aplicaciones en ingenieria hidraulica", de Uriel Mancebo del Castillo empleando la formula 3.42 que se muestra a continuacion

y considerando Ka =0 .0106, valor para el acero, se tiene: a=

1480.73

m/s

v=

0.323

m/s

VELOCIDAD 0.0032 m2 0.1995 m 0.0159 m 0.0631 0.0716

ENVOLVENTES 0.5317

0.0006

kg.m.seg2

3.0195

0.0663 Para: hf = Kbt = 2E =

0.066 3.02 0.53

Empleando las figuras 5.8 y 5.9 del Manual del Ing. Uriel Mancebo Del Castillo para el análisis de fenómenos transitorios, se tiene: hf 0.00 0.15

hmax 1.24 0.97

hmin 0.81 0.69

Mediante una interpolacion lineal : hmax = hmin =

1.12 0.76 102.74

m

69.40

m

Al sustituir estos valores en la ecuacion siguiente, finalmente se obtienen las ecuaciones para Hmax y Hmin

Con estas ecuaciones se calcula la tabla siguiente: Cota inicial de terreno x

x/l 0 10.13 57.49 106.38 161.88 215.37 264.22 343.36 395.54 474.84 528.84 564.11 600.75 667.70 732.16 788.80 832.74 916.80 1010.65 1107.31 1184.46 1185.95

0.0000 0.0085 0.0485 0.0897 0.1365 0.1816 0.2228 0.2895 0.3335 0.4004 0.4459 0.4757 0.5066 0.5630 0.6174 0.6651 0.7022 0.7730 0.8522 0.9337 0.9987 1.0000

Hmax 102.74 102.67 102.32 101.95 101.53 101.11 100.71 100.05 99.59 98.87 98.36 98.01 97.64 96.93 96.20 95.52 94.96 93.77 92.19 90.02 86.21 85.60

Hmin 69.40 69.47 69.80 70.14 70.54 70.94 71.32 71.94 72.37 73.05 73.54 73.87 74.22 74.89 75.58 76.23 76.76 77.88 79.37 81.43 85.03 85.60

Carga Piezo 2546.72 2546.67 2546.43 2546.18 2545.89 2545.62 2545.37 2544.96 2544.70 2544.29 2544.01 2543.83 2543.64 2543.30 2542.97 2542.68 2542.45 2542.02 2541.54 2541.34 2540.95 2540.64

2455.041 Carga Piez. Maxima 2557.78 2557.71 2557.36 2557.00 2556.57 2556.15 2555.75 2555.09 2554.64 2553.91 2553.40 2553.05 2552.68 2551.97 2551.25 2550.56 2550.00 2548.81 2547.23 2545.06 2541.25 2540.64

Carga Piez. Minima 2524.44 2524.51 2524.84 2525.18 2525.59 2525.98 2526.36 2526.99 2527.41 2528.10 2528.58 2528.91 2529.26 2529.93 2530.62 2531.27 2531.80 2532.92 2534.41 2536.47 2540.07 2540.64

Tanque de regularización. Horas de bombeo al día:

24

HORAS

24 horas ´ 100% horas de bombeo al día % del Q medio Bombeo horario = 100

Bombeo horario =

Q. Bombeo en %

Horas 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Demanda en %

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Diferencias

45 45 45 45 45 60 90 135 150 150 150 140 120 140 140 130 130 120 100 100 90 90 80 60

Diferencias acumuladas

55 55 55 55 55 40 10 -35 -50 -50 -50 -40 -20 -40 -40 -30 -30 -20 0 0 10 10 20 40

55 110 165 220 275 315 325 290 240 190 140 100 80 40 0 -30 -60 -80 -80 -80 -70 -60 -40 0

El coeficiente de almacenamiento se obtiene al sumar los valores absolutos de las diferencias acumuladas de mayor valor tanto positivas como negativas, convirtiéndolas de porcentajes horarios a metros cubicos por litro por segundo de gasto, obteniendo en este caso: COEFICIENTE =

325

+

80

=

C=

405 100

x

3600 1000

=

405

% del consumo medio horario

14.58

La capacidad necearia del tanque se obtiene al multiplicar este coeficiente por el gasto máximo diario de la siguiente manera: Capacidad necesaria en M3 = Capacidad necesaria en M3 =

14.58 30.00

1.00

x

=

M3

EXISTE UN TANQUE DE 30 M3

14.6

M3

PROGRESO, CHALCATONGO, TLAXIACO, OAXACA MEMORIA DE CÁLCULO DE LÍNEA DE CONDUCCIÓN POR BOMBEO Desnivel topografico Nivel dinamico

-2455.04

m

Carga en el tanque

2.50

m

Suma parcial

-2450.04

m

5.00

m

Perdida total por friccion

6.08

m

Otras perdidas (6%)

-147.00

m

TRAMO INICIAL

FINAL l, m

lacum, m

GASTO

GASTO

3

L.P.S

(m /s)

Q2

DIAMETRO PULGADAS

PULGADAS

K

HF=KLQ2

5% HF

Ht

PENDIENTE

n=

AREA

VELOCIDAD

0.014

CRUCERO

METROS

COTAS PIEZOMETRICO

1

COTAterreno, m

2546.7235960064

2455.041

1

2

10.127

10.13

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.049

0.002

0.052

0.00513

0.0032

0.315

2

2546.672

2455.291

2

3

14.620

24.75

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.071

0.004

0.075

0.00513

0.0032

0.315

3

2546.597

2455.789

3

4

17.281

42.03

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.084

0.004

0.089

0.00513

0.0032

0.315

4

2546.508

2456.462

4

5

15.459

57.49

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.075

0.004

0.079

0.00513

0.0032

0.315

5

2546.429

2457.425

5

6

24.599

82.09

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.120

0.006

0.126

0.00513

0.0032

0.315

6

2546.303

2459.543

6

7

12.175

94.26

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.059

0.003

0.062

0.00513

0.0032

0.315

7

2546.240

2461.096

7

8

12.122

106.38

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.059

0.003

0.062

0.00513

0.0032

0.315

8

2546.178

2462.583

8

9

15.469

121.85

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.076

0.004

0.079

0.00513

0.0032

0.315

9

2546.099

2463.898

9

10

17.951

139.80

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.088

0.004

0.092

0.00513

0.0032

0.315

10

2546.007

2465.250

10

11

22.073

161.88

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.108

0.005

0.113

0.00513

0.0032

0.315

11

2545.894

2467.120

11

12

15.969

177.85

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.078

0.004

0.082

0.00513

0.0032

0.315

12

2545.812

2468.599

12

13

17.615

195.46

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.086

0.004

0.090

0.00513

0.0032

0.315

13

2545.721

2470.389

13

14

19.913

215.37

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.097

0.005

0.102

0.00513

0.0032

0.315

14

2545.619

2472.030

14

15

17.350

232.72

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.085

0.004

0.089

0.00513

0.0032

0.315

15

2545.530

2473.483

15

16

15.763

248.49

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.077

0.004

0.081

0.00513

0.0032

0.315

16

2545.450

2474.854

16

17

15.732

264.22

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.077

0.004

0.081

0.00513

0.0032

0.315

17

2545.369

2476.122

17

18

31.225

295.44

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.152

0.008

0.160

0.00513

0.0032

0.315

18

2545.209

2479.302

18

19

20.355

315.80

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.099

0.005

0.104

0.00513

0.0032

0.315

19

2545.104

2482.133

19

20

27.564

343.36

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.135

0.007

0.141

0.00513

0.0032

0.315

20

2544.963

2486.841

20

21

9.218

352.58

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.045

0.002

0.047

0.00513

0.0032

0.315

21

2544.916

2488.690

21

22

20.013

372.59

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.098

0.005

0.103

0.00513

0.0032

0.315

22

2544.813

2493.942

22

23

22.943

395.54

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.112

0.006

0.118

0.00513

0.0032

0.315

23

2544.696

2500.071

23

24

28.181

423.72

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.138

0.007

0.144

0.00513

0.0032

0.315

24

2544.551

2507.268

24

25

24.232

447.95

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.118

0.006

0.124

0.00513

0.0032

0.315

25

2544.427

2513.999

25

26

26.886

474.84

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.131

0.007

0.138

0.00513

0.0032

0.315

26

2544.289

2521.331

26

27

20.173

495.01

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.099

0.005

0.103

0.00513

0.0032

0.315

27

2544.186

2525.658

27

28

23.700

518.71

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.116

0.006

0.122

0.00513

0.0032

0.315

28

2544.064

2527.467

28

29

10.133

528.84

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.049

0.002

0.052

0.00513

0.0032

0.315

29

2544.012

2526.968

29

30

11.228

540.07

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.055

0.003

0.058

0.00513

0.0032

0.315

30

2543.955

2527.355

30

31

11.677

551.75

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.057

0.003

0.060

0.00513

0.0032

0.315

31

2543.895

2527.702

31

32

12.368

564.11

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.060

0.003

0.063

0.00513

0.0032

0.315

32

2543.831

2527.877

32

33

11.789

575.90

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.058

0.003

0.060

0.00513

0.0032

0.315

33

2543.771

2528.171

33

34

11.731

587.63

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.057

0.003

0.060

0.00513

0.0032

0.315

34

2543.711

2528.128

34

35

13.112

600.75

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.064

0.003

0.067

0.00513

0.0032

0.315

35

2543.643

2528.107

35

36

31.373

632.12

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.153

0.008

0.161

0.00513

0.0032

0.315

36

2543.483

2527.737

36

37

19.968

652.09

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.098

0.005

0.102

0.00513

0.0032

0.315

37

2543.380

2527.047

37

38

15.613

667.70

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.076

0.004

0.080

0.00513

0.0032

0.315

38

2543.300

2527.307

PROGRESO, CHALCATONGO, TLAXIACO, OAXACA MEMORIA DE CÁLCULO DE LÍNEA DE CONDUCCIÓN POR BOMBEO Desnivel topografico Nivel dinamico

-2455.04

m

Carga en el tanque

2.50

m

Suma parcial

-2450.04

m

5.00

m

Perdida total por friccion

6.08

m

Otras perdidas (6%)

-147.00

m

TRAMO INICIAL

FINAL l, m

lacum, m

GASTO

GASTO

3

L.P.S

(m /s)

Q2

DIAMETRO PULGADAS

PULGADAS

K

HF=KLQ2

5% HF

Ht

PENDIENTE

n=

AREA

VELOCIDAD

0.014

CRUCERO

METROS

COTAS PIEZOMETRICO

COTAterreno, m

38

39

18.137

685.84

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.089

0.004

0.093

0.00513

0.0032

0.315

39

2543.207

2526.892

39

40

21.881

707.72

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.107

0.005

0.112

0.00513

0.0032

0.315

40

2543.095

2527.250

40

41

24.440

732.16

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.119

0.006

0.125

0.00513

0.0032

0.315

41

2542.970

2526.198

41

42

18.327

750.49

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.089

0.004

0.094

0.00513

0.0032

0.315

42

2542.876

2525.000

42

43

20.596

771.08

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.101

0.005

0.106

0.00513

0.0032

0.315

43

2542.770

2523.624

43

44

17.714

788.80

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.086

0.004

0.091

0.00513

0.0032

0.315

44

2542.679

2524.323

44

45

14.440

803.24

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.071

0.004

0.074

0.00513

0.0032

0.315

45

2542.605

2524.551

45

46

15.416

818.65

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.075

0.004

0.079

0.00513

0.0032

0.315

46

2542.526

2524.824

46

47

14.091

832.74

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.069

0.003

0.072

0.00513

0.0032

0.315

47

2542.454

2524.646

47

48

22.308

855.05

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.109

0.005

0.114

0.00513

0.0032

0.315

48

2542.340

2525.287

48

49

45.075

900.13

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.220

0.011

0.231

0.00513

0.0032

0.315

49

2542.108

2527.184

49

50

16.670

916.80

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.081

0.004

0.085

0.00513

0.0032

0.315

50

2542.023

2527.775

50

51

20.946

937.74

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.102

0.005

0.107

0.00513

0.0032

0.315

51

2541.916

2529.739

51

52

16.734

954.48

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.082

0.004

0.086

0.00513

0.0032

0.315

52

2541.830

2530.285

52

53

56.174

1010.65

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.274

0.014

0.288

0.00513

0.0032

0.315

53

2541.542

2532.618

53

54

39.899

1050.55

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.195

0.010

0.205

0.00513

0.0032

0.315

54

2541.337

2534.825

54

55

33.522

1084.07

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.164

0.008

0.172

0.00513

0.0032

0.315

55

2541.165

2533.981

55

56

23.240

1107.31

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.113

0.006

0.119

0.00513

0.0032

0.315

56

2541.046

2535.126

56

57

19.579

1126.89

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.096

0.005

0.100

0.00513

0.0032

0.315

57

2540.946

2536.049

57

58

48.724

1175.61

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.238

0.012

0.250

0.00513

0.0032

0.315

58

2540.696

2538.667

58

59

8.849

1184.46

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.043

0.002

0.045

0.00513

0.0032

0.315

59

2540.651

2538.319

59

60

1.489

1185.95

0.00100

1.00

1.50

2.50

0.06

0.00000100

4901.174

0.007

0.000

0.008

0.00513

0.0032

0.315

60

2540.643

2538.521

5.7910

0.2896

6.0806

1185.951

CARGA 91.683 91.381 90.808 90.046 89.004 86.760 85.144 83.595 82.201 80.757 78.774 77.213 75.332 73.589 72.047 70.596 69.247 65.907 62.971 58.122 56.226 50.871 44.625 37.283 30.428 22.958 18.528 16.597 17.044 16.600 16.193 15.954 15.600 15.583 15.536 15.746 16.333 15.993

CARGA 16.315 15.845 16.772 17.876 19.146 18.356 18.054 17.702 17.808 17.053 14.924 14.248 12.177 11.545 8.924 6.512 7.184 5.920 4.897 2.029 2.332 2.122

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