Unidad 1 Instalaciones Hidráulicas

U N ID A D 1 IN S TA TA L A C IO N E S H ID R Á U L IC A S

1.3 Calculo de la Demanda y Gasto de Operación 1.4 Calculo de Unidades de Consumo 1.5 Calculo de Perdidas de Presión Equipó #

1.3 Calculo de la D em anda y G asto de O peración Dotación de agua para el consumo es un con!unto de tu"eras y cone$iones de di%erentes di&metros y di%erentes materiales' para alimentar y distri"uir a(ua dentro de la construcción. )as instalaciones *idr&ulicas dentro de la construcción a(rupan a las si(uientes redes de tu"eras+ , -u"eras del medidor a la cisterna al tinaco o a los mue"les. , -u"eras de la cisterna al tinaco o al equipo de presión. , -u"eras del tinaco o del equipo de presión a los mue"les. Las características que deben tener estas redes son las siguientes: / De"en de conducir el a(ua a presión con un mnimo de p0rdidas de car(a. / De"en de instalarse con %acilidad. / De"en de durar "astante tiempo

)os aparatos pueden diidirse en tres (rupos de acuerdo con el uso al cual diario se destinan + 1) Evacuadores , 2. C. , in(itorios , ertederos 2) De limpieza de objetos , re(aderos , )aaplatos , )aaderos 3) De higiene corporal , )aa"os , 6e(aderas , -inas , 7idets

•

Para el proyecto de suministro de a(ua de un edi%icio se tendr& que determinar la cantidad total de a(ua necesaria para satis%acer las necesidades que se requieran au$ili&ndose en tres m0todos+ * mtodo estadístico: !litros " persona " día)# * mtodo es la demanda de agua:!litros " minuto) * uso del concepto de equivalencia de los aparatos en unidad mueble:$%)

Una e8 determinada la cantidad de a(ua que se necesita se determinaran tam"i0n los alores que de"e de tener las capacidades de tinacos cisternas y los di&metros de las tu"eras y las capacidades de las "om"as

En instalaciones hidr&ulicas dotaci'n signi(ica: )a cantidad de a(ua en promedio que consume una persona durante el da para cu"rir sus necesidades "&sicas y la unidad de medición es 9lts.:

consumos de agua medios aceptables por habitante por día -ipo de edi%icación Dotación ;a"itación en 8onas rurales

> lts.= persona = da

Edi%icio de o%icinas

?> lts.= persona = da

;oteles con todos los sericios

>>@ 5>> lts.= persona = da

Cines

 lts.=espectador =%unción

a"ricas

sin=consumo=industrial

A>@1>> lts.= o"rero = da

7aBos p"licos

>>@5>> lts.= persona = da

Escuelas primarias

5> lts.=alumno = da

Escuelas secundarias y superiores

5>@1>> lts.= alumno = da

Clu"es con sericio de "aBos

3>>@5>> lts.= "aBista = da

6estaurantes

1>@15 lts.= comensal = da

)aanderas

>@4> lts. = (. de ropa seca

;ospitales re(ionales

>> lts.= cama = da

;ospitales de 8ona

3>> lts.= cama = da

;ospitales con todos los sericios

35>@1>>> lts.= cama = da

ardines

5 lts.= m de c0sped

Fseo de "aBos

 lts.= m de super%icie

Gara!e pu"lico

5>>> lts = edi%icio

consumo de a(ua m&s coneniente para los distintos aparatos y la presión media necesaria $%&  Tipo de edifcación

Dotación

Hoteles y casas de departamentos

200-450 lts. persona  día

$'& Di(metro de la tubería $pulgadas &

$!& )resión $*gcm2 &

$D& !audal lts. por minuto

 a / 

0.5

#2

/

0.3

#0

 a / 

0.3

#5

regadero de /

/

0."

#5

'a6era

/

0."

25

+a,adero

/

0."

20

Ducha

/

0.5

20

0.5

#2

%parato

+a,abo !asas de ofcinas

"0-#20 lts. persona  día



1rio de autom(tico +a,abo publico

cierre 



7ater closet con tan8ue de descarga





 a /



7ater closet con ,(l,ula de descarga

#

0.3 a #.4"

35 a #50

9ingitorio con ,(l,ula de descarga

#

#.0:

"0

9anga de ;ardín< de #5 m.

/

2.#:

20

M étodo de H unter =l m>todo pretende e,aluar el caudal m(?imo probable y se basa en el concepto de 8ue @nicamente unos pocos aparatos< de todos los 8ue est(n conectados al sistema< entrar(n en operación simult(nea en un instante dado. =l eecto de cada aparato 8ue B !audal delde aparato< o sea el Cu;o 8ue de;a pasar el ser,icio $8&. orma parte un B recuencia de usoA tiempo entre usos sucesi,os  grupo numeroso de elementos similares< depende$T&. deA B Duración de usoA tiempo 8ue el agua Cuye para atender la demanda del aparato $t&. i se considera 8ue en una instalación de n aparatos< un n@mero m de >stos se encuentre en uncionamiento simult(neo por m(s del #E del tiempo< se puede e?presar asíA

) es la probabilidad de no encontrar ning@n aparato uncionando. +os t>rminos altantes de la serie sonA

8ue corresponde a la orma dada en las tablas de distribución binomial de probabilidades< e?cepto 8ue la e?presión $# - p& reemplaFa al t>rmino 8 de las tablas. =l caudal de dise6o se determina de acuerdo conG

donde 8 es el caudal promedio 8ue utiliFa uno de los aparatos supuestos.

M étodo de H unter M odifi cado =ste m>todo se deri,a del anteriorG y la obtención de las unidades de consumo se realiFa de orma id>nticaG la modifcación se da en la lectura del caudal m(?imo probable< 8ue se halla de las fguras # y 23G donde se realiFa una reducción del caudal promedio de los aparatos respecto del 8ue usa el m>todo original.

igura I #.b. !JKL% D= D=9%D% HJT=K 9MDNN!%DM

1.4 Calculo de Unidad de Consum o Fparato o (rupos de aparatos 2ater closet

Una unidad de consumo es el caudal que requiere por minuto cada aparato para su "uen %uncionamiento y es equialente a unos 5 litros por minuto.

Unidades Uso Pu"lico 1>

de

consumo Uso Particular A

2ater closet

5

3

)aa"o 7aBera Duc*a

 4 4

1  

re(adero Pileta de o%%ice in(itorio de pedestal in(itorio mural

4 3 1>

 / /

5

/

in(itorio mural

3

/

Cuarto de "aBo completo

/

<

Cuarto de "aBo completo

/

A

Duc*a adicional

/



/ /

3 3

)aadero Com"inación %re(adero  laadero.

de

orma de instalación &lula de descar(a -anque de descar(a Gri%o Gri%o &lula me8cladora Gri%o Gri%o &lula de descar(a &lula de descar(a -anque de descar(a &lula de descar(a para el 2C. -anque de descar(a para el 2C. alular me8cladora Gri%o Gri%o

Consum o Potale Para casas uni%amiliares y edi%icios con pocos sericios instalados est& !usti%icado tomar nte(ramente estas ci%ras porque e$isten pocos aparatos y es admisi"le que todos ellos puedan %uncionar simult&neamente.

. En los *oteles casas de o%icinas escuelas y casas con muc*as iiendas sin em"ar(o es ra8ona"le y *a"itual admitir que no todos los aparatos %uncionan simult&neamente.

Fl(unas instalaciones pueden presentar necesidades especiales en cuyo caso el caudal necesario de"e determinarse de modo que satis%a(a a dic*as necesidades.

M étodo de Calculo )a %inalidad de esta metodolo(a de c&lculo es la de di%undir una %orma sencilla de o"tener los di&metros mnimos requeridos en una instalación *idr&ulica (aranti8ando el suministro de a(ua adecuado y necesario lo cual redundar& en un e%iciente %unciona@miento ' as como en un a*orro su"stancial en el costo de la instalación.

Presión inicial o presión de la red Estimación de la demanda 9Gasto H litros por minuto ). P. .: Determinación del di&metro del medidor P0rdidas de presión en el medidor 9Pm H I(=cm: P0rdidas de presión por altura 9P* H I(=cm: . Presión de salida en el mue"le m&s des%aora"le 9Ps H I(=cm: Presión li"re 9Pl H I(=cm: )on(itud equialente 9) H m: actor de presión 9p H I(=cm: Di&metro del ramal principal 9J H pul(: y elocidad de %lu!o 9 H m=s:

1.! Calculo de Perdidas de Presión

!lasifcación de las p>rdidas de carga

En la pr&ctica las tu"eras no est&n constituidas e$clusiamente por tu"os rectilneos y no siempre comprenden tu"os del mismo di&metro. ;ay tam"i0n pie8as especiales tales como contadores codos &lulas pie8as de deriación reducción o aumento de di&metro etc. responsa"les de nueas p0rdidas que a continuación se descri"en+

erdidas por (ricci'n !arga o +ozamiento), Kon ocasionadas por el moimiento del a(ua en la propia tu"era que causa una cada de presión considerando que el caudal est& muy a%ectado por las p0rdidas de presión por %ricción en el interior de los tu"os de"er& tenerse en cuenta est0 importante %actor en la determinación de los di&metros. Ki se *a %i!ado de antemano una p0rdida de car(a admisi"le y compati"le con la presión que se desea conserar para el a(ua las ta"las permitir&n determinar el di&metro m&s coneniente para cada alor del caudal del a(ua. )as tu"eras de co"re latón y pc como no tienen ru(osidades est&n incluidas entre las lisas . )as tu"eras de *ierro y acero (alani8ado y las de %undición al paso de los aBos se uelen "astantes ru(osas y por lo tanto de"en ele(irse sus di&metros con mayor *ol(ura.

%todo de longitud equivalente de tuberías •

•

Consiste en sumar a la e$tensión del tu"o para e%ecto de c&lculo e$tensiones tales que correspondan a la misma perdida de car(a que causaran las pie8as especiales e$istentes en la tu"era. F cada pie8a especial corresponde una cierta e$tensión %icticia y adicional.

una e$tensión irtual de tu"era se puede calcular por la %ormula de Darcy@2eis"ac*.

valores para las e-tensiones (icticias correspondientes a las piezas especiales . prdidas m&s (recuentes en tuberías,

Di(metro $)lg.&

!odo :0I

!odo 45I

 Te 1iro de :0I

 Te )aso recto

L(l,ula de compuerta

L(l,ula de  plato

L(l,ula de (ngulo



O

0.0

0.20

0.45

0.#0

0.0"

2.25

#.20

/O

0."0

0.40

0.:0

0.20

0.#2

4."0

2.45

PO

0.35

0.45

#.20

0.25

0.#5

".#0

."5

#O

0.:0

0.55

#.50

0.23

0.20

3."0

4."0

#QO

#.20

0.0

#.0

0.40

0.25

#0.50

5.50

#/O

#.50

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2.#5

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#.50

".30

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2.#5

#.20

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0."0

0.40

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.50

2/O

2.45

#.50

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0.35

0.50

#:.50

#0.50

O

.05

#.0

4."0

0.:0

0."0

24.50

#2.20

/ O

."5

2.#5

5.50

#.#0

0.30

0

#5

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4.25

2.45

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42.50

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"

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."5

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#.20

50

24.50

!alculo por la e?presión general de lasenperdidas locales. est& "asada el teorema 7orda@70lan(er el cual dice Len cualquier ensanc*amiento "rusco de sección *ay una p0rdida de car(a local medida por la altura cin0tica correspondiente a la p0rdida de elocidadM. Por lo que la perdida local se considera como una %unción directamente proporcional de la car(a de elocidad es decir+