Calculo Sistema Hidroneumatico Tucto

V.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Haremos el cálculo para un sistema hidroneumatico de una vivienda unifamiliar: de 3 niveles de haltura 8.5 m. 1. Estimación del caudal de demanda. Datos: Np: 20

Qd = (Np) * 0.83 = (lt/m) Resultado: Qd =

16.6

lt/min

2. Ciclos de bombeo. Se considerará 4 ciclos de bombeo por hora. 3. Presión mínima (encendido): Para calcular la presión mínima, primero debemos calcular la perdida de carga debido a fricción, las pérdidas menores debido a los accesorios 3.1 Cálculo de Hf: 2 hf = Pérdida de carga= (f * L/D * V /2g)

Datos: Longitud

60 m 3

0.00027667 m /seg 8.5 m 0.0127 m 2 Viscosidad del agua 20ªC 0.00000114 m /seg Relación (rugosida/díam.) 0.00001 Km = Pér. de Carga en accesorios 16 Resultado : V= Q/A Velocidad = 2.18403 m/seg Veloc*Díam/Viscosidad Reynolds = 24330.85 3 Densidad = 998.20 Kg/m Calculamos el coeficiente de fricción mediante iteraciones: f Número de Denomin dato Ks/d Rreynolds asumido DATO CALCULADO 0.001 0.000010 24,331 4.97224798 0.04044776 0.000010 24,331 6.57529714 0.02312966 0.000010 24,331 6.33368257 0.024928 0.000010 24,331 6.36606926 0.02467501 0.000010 24,331 6.36165733 0.02470924 0.000010 24,331 6.36225704 caudal h (altura geometrica) Díametro de la tubería

G(f) 1/f 0.04044776 0.02312966 0.024928 0.02467501 0.02470924 0.02470459

0.02470459 0.000010 24,331 6.3621755 0.02470522 0.02470522 0.000010 24,331 6.36218658 0.02470513 0.02470513 0.000010 24,331 6.36218508 0.02470514 f= 0.02471 hf = (f*L*V2)/(d*2g) = 0.0269 * (60/0.0127 )* (1.5282/(2*9.81)) = hf = 28.3761 m luego la pérdida de carga por fricción es 28.3761 m 3.2 Cálculo de las pérdidas menores: calculamos la perdida de presion debida a los accesorios: 2 2 hm = Km* (V /2g) = 16 * (1.528 /2 * 9.81) hm = 3.89 m Las pérdidas menores son 1.91 m 3.3 Altura geométrica entre el nivel inferior y el nivel superior del líquido. h= 8.5 m 3.4 Presión Residual hr = Presión residual hr = 5

m

La presión minima según norma IS 0.10 es 2m.

Con estos datos podemos calcular la presion mínima o presión de encendido. Presion min = 15.184+1.91+8.5+5 = 45.77 m 4. presión máxima (corte). m Pmax = 1.5*Pmin = 68.65 Según norma IS 0.10 la presión máxima debe ser de 50 m. Esta presión de corte quiere decir que cuando se alcanse una presión de 45.86 m la electrobomba se apagará.

5. Ppc: Presión de Precarga. Ppc = 0.2 Pmin

9.15320206 m

6. Potencia requerida por la bomba y el motor Qb = H= n=

0.277 45.77 75%

Lt/seg m

HP =

16.88

=

12.42

Kw

7. Determinación del tiempo de ciclo de bombeo (Tc). U= 4

Tc = Tc =

60 min/4 15.00

min

8. Determinación del volumen útil del tanque (Vu).

Tc = 15.00 min Qb = 16.6 lt/min Vu = 62.25 lt. Este valor se refiere a la cantidad de agua que podrá consumir la instalación sin necesidad que arranque la electrobomba

9. Cálculo del porcentaje de volumen útil (% Vu)

% Vu =

30.00

9. cálculo del volumen del tanque (Vt).

Vt = Vt =

62.25/0.3 207.5

lt

207.5 lt. Será el volumen total del tanque

INSTALACIONES EN EDIFICACIONES II

DISEÑO DE TANQUES HIDRONEUMATICOS

1. Estimación del caudal de demanda. Datos: Np: 124 Np: Numero de piezas o aparatos sanitarios servidos.

Qd = (Np) * 0.83 = (lt/m) Resultado: Qd =

102.92

lt/min

Qd: Caudal de demanda en litros por minuto.

2. Ciclos de bombeo. Se considerará 4 ciclos de bombeo por hora. 3. Presión mínima (encendido): Para calcular la presión mínima, primero debemos calcular la perdida de carga debido a fricción, las pérdidas menores debido a los accesorios 3.1 Cálculo de Hf: 2 hf = Pérdida de carga= (f * L/D * V /2g)

Datos: Longitud caudal h (altura geometrica) Díametro de la tubería Viscosidad del agua 20ªC Relación (rugosida/díam.) Km = Pér. de Carga en accesorios Resultado : V= Q/A Velocidad = Veloc*Díam/Viscosidad Reynolds =

423.9 m 3 0.001715333 m /seg 11 m 0.0381 m 2 0.00000114 m /seg 0.00001 16 1.50455 m/seg 50283.77 3 998.20 Kg/m

Densidad = Calculamos el coeficiente de fricción mediante iteraciones: f Número de Denomin dato Ks/d Rreynolds asumido DATO CALCULADO 0.001 0.000010 50,284 5.602022244 0.031864737 0.000010 50,284 7.098463793 0.019845921 0.000010 50,284 6.89457931 0.021037031 0.000010 50,284 6.919698094 0.020884578 0.000010 50,284 6.916563913 0.02090351 0.000010 50,284 6.916954362

G(f) 1/f 0.031864737 0.019845921 0.021037031 0.020884578 0.02090351 0.02090115

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INSTALACIONES EN EDIFICACIONES II 0.02090115 0.000010 0.020901444 0.000010 0.020901407 0.000010 f= 0.02090

50,284 50,284 50,284

DISEÑO DE TANQUES HIDRONEUMATICOS 6.916905711 6.916911773 6.916911017

2

hf =

0.020901444 0.020901407 0.020901412

2

(f*L*V )/(d*2g) = 0.0269 * (60/0.0127 )* (1.528 /(2*9.81)) = hf = 26.8306 m luego la pérdida de carga por fricción es 28.3761 m 3.2 Cálculo de las pérdidas menores: calculamos la perdida de presion debida a los accesorios: 2

hm =

2

Km* (V /2g) = 16 * (1.50455 /2 * 9.81) hm = 1.85 m Las pérdidas menores son: 1.85 m 3.3 Altura geométrica entre el nivel inferior y el nivel superior del líquido. h= 11 m 3.4 Presión Residual hr = Presión residual hr =

7m

La presión minima según norma IS 0.10 es 2m.

Con estos datos podemos calcular la presion mínima o presión de encendido. m Presion min = 26.8306+1.85+11+7 = 46.68 4. presión máxima (corte). 70.01 m Pmax = 1.5*Pmin = Según norma IS 0.10 la presión máxima debe ser de 50 m. Esta presión de corte quiere decir que cuando se alcanse una presión de 50 m la electrobomba se apagará.

5. Ppc: Presión de Precarga. Ppc = 0.2 Pmin

9.335324358 m

6. Potencia requerida por la bomba y el motor Qb = H= n=

1.715 46.68 75%

Lt/seg m

HP =

106.75

=

78.52

Kw

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INSTALACIONES EN EDIFICACIONES II

DISEÑO DE TANQUES HIDRONEUMATICOS

7. Determinación del tiempo de ciclo de bombeo (Tc). U=

4

numero de ciclos

Tc = Tc =

60 min/4 15.00

min

8. Determinación del volumen útil del tanque (Vu).

Tc = 15.00 min Qb = 102.92 lt/min Vu = 385.95 lt. Este valor se refiere a la cantidad de agua que podrá consumir la instalación sin necesidad que arranque la electrobomba

9. Cálculo del porcentaje de volumen útil (% Vu)

% Vu =

30.00

9. cálculo del volumen del tanque (Vt).

Vt = Vt =

385.95/0.3 1286.5

lt

1286.5 lt. Será el volumen total del tanque

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