Proyecto mecanica de fluidos unimagdalena

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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA

 CIVIL

MECÁNICA DE FLUIDOS GRUPO N°3

PROYECTO FINAL: RED DE CONDUCCIÓN

JORGE GRANADILLO-2019215063

ING. BRAYAN DERLEY DIAZ BELTRAN

SANTA MARTA, MAGDALENA 2021

PRESENTACIÓN DEL PROYECTO

El objetivo principal de este proyecto es diseñar la red de conducción, que transportará un caudal total de 150 lt/s de agua desde el punto de captación (bocatoma) y que será distribuido a los 5 puntos de entrega ubicados según las coordenadas establecidas.

• Los caudales a suministrar en cada punto son: #1= 45lt/s, #2 = 30lt/s, #3 =15lt/s, #4

= 25lt/s, #5 = 15lt/s.

• En cada punto se debe garantizar una presión mínima de 15psi.

• La plataforma para la instalación de la unidad de Bombeo en la Captación (Bocatoma) tiene una diferencia de nivel de 3m con respecto al nivel del agua del rio.

1. Ubicamos las coordenadas de cada punto de entrega, para fijarlos en Google Earth.

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1. Se estableció que lo más adecuado es trabajar con un tipo de red en serie debido a que esta nos permite tener una sola tubería de conducción desde la bocatoma hasta el punto más lejano y a esta sacarle las derivaciones para los demás puntos de entrega.

Un sistema de tuberías en serie está formado por un conjunto de tuberías conectadas una a continuación de otra, y que conducen el mismo caudal; esto me garantiza la conservación del caudal requerido.

Esta la trazamos en Google Earth.

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Cabe destacar que los puntos X, Y, P, W, R y Q son puntos en los que la tubería debido al relieve del terreno se eleva; para que nuestra red no falle, debemos tener en cuenta estas cabezas de posición a la hora de calcular las presiones, que deben ser las adecuadas y necesarias para que nuestra red conserve el caudal y la presión requerida en cada nodo.

1. Realizaremos los cálculos para cada tramo de la tubería. Trabajaremos con tubería RDE 51 con resistencia de 80 psi.

Con la ecuación de continuidad procedemos a encontrar el diámetro de la tubería con una velocidad asumida de 2m/s y el caudal correspondiente a cada tramo, para posteriormente encontrar el diámetro comercial y la velocidad real.

• Teniendo los diámetros comerciales para cada tramo de la tubería, aplicamos la ecuación general de la energía para cada tramo, y hallamos las perdidas en el sistema, se aumentaron un 5% debido a las pérdidas de energía por accesorios que es el dato desconocido con la ecuación de Hazen-Williams.
• Luego, reemplazamos los datos en la ecuación general de la energía para encontrar las presiones desconocidas con las que se deben llegar en los puntos Q,9, R, W,8, P, Y,7,6, X, B. Estos comparten dos puntos por lo tanto se debe aplicar la ecuación para cada punto que comparte y la presión que escogemos para los puntos en los que se desconoce sería la más alta ya que nos garantiza que la red funcionará y no tendrá problemas para abastecer a todos los puntos con la presión y el caudal requerido.

Tramo Q-5

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Catálogo de tubos para acueducto – Unión mecánica de Durman.

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El diámetro comercial con el trabajaríamos seria de 0.09772𝑚 = 5´´→ DURMAN PVC

RDE51 80 Psi.

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Con este diámetro obtenemos una velocidad de [pic 8]

ECUACIÓN HAZEN- WILLIAMS

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ECUACIÓN DE GENERAL DE LA ENERGÍA

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Tramo 9-Q

El diámetro comercial con el trabajaríamos seria el mismo del tramo Q-5, 0.09772𝑚 = 6´´→ DURMAN PVC RDE51 80 Psi, debido a que se mantiene el mismo caudal.

ECUACIÓN HAZEN- WILLIAMS[pic 13]

ECUACIÓN DE GENERAL DE LA ENERGÍA

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Tramo R-4

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El diámetro comercial con el trabajaríamos seria de 0.161680 m = 6´´→ DURMAN PVC

RDE51 80 Psi.

𝑄        0,02𝑚3/𝑠

𝑉 = 𝐴 = 𝜋 ∗ (0.161680 m)2 = 0,974 𝑚/𝑠[pic 16][pic 17][pic 18]

Con este diámetro obtenemos una velocidad de 0,974 m/s.

ECUACIÓN HAZEN- WILLIAMS

𝐻𝐿 =

10,674 × 𝐿 × 𝑄1,852

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𝐶𝐻1,852 × 𝐷4,871

-𝐿 = 465 𝑚 - 𝐶ℎ = 150   - 𝐷 = 0,16168 𝑚

𝐻𝐿 =

10,674 × 465𝑚 × (0,02  𝑚3⁄𝑠)1,852

[pic 20]

1501,852 × 0,161684,871

𝐻𝐿 = 2,36𝑚

𝐻𝐿 = (2,36 𝑚 × 0,05) + 2,36𝑚 = 𝟐, 𝟒𝟕𝟖 𝒎

ECUACIÓN DE GENERAL DE LA ENERGÍA

𝑃𝑅 + 𝑍 +[pic 21][pic 22]

𝛾        𝑅

(𝑉𝑅)2

− 𝐻𝐿 =

2𝑔

𝑃4 + 𝑍 +

𝛾        4[pic 23][pic 24]

(𝑉4)2 2𝑔

𝑃𝑅 = [𝑃4 + 𝑍4 − 𝑍𝑅 + 𝐻𝐿]

𝑃𝑅 = [10,54𝑚 + 27𝑚 − 32𝑚 + 2,478𝑚]

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