Redes De Tuberias Cerradas

Redes cerradas

Las redes cerradas son conductos ramificados que forman anillos o circuitos, se alimentan desde uno o varios suministros y conducen el agua entre ellos o desde ellos, y los nudos y extremos finales por más de un recorrido posible.

En puntos determinados de la red pueden ocurrir descargas o salidas de agua, además de las posibles ramificaciones. Esos puntos se denominan nudos de consumo. Pero también es un nudo el punto donde cambian las características del conducto, como su diámetro o su rugosidad, así no haya consumo o ramificación.

Hidráulica de la conducción

Continuidad. En cada nudo se plantea una ecuación de continuidad. Al nudo llegará agua por al menos un tubo y desde allí pueden salir caudal como consumo o por uno o más tubos. Sea Qi el caudal que circula por el tramo i, que termina en el nudo j, y sea qj el caudal que se descarga en el nudo j:

Qi = Q(i+1)1 + Q(i+1)2+ qj

Energía. Entre el extremo de suministro, con frecuencia un tanque, y cada extremo, que puede ser un nudo de consumo, una descarga sumergida en un tanque, una descarga libre a la atmósfera o el inicio de otro conducto, se escribe la ecuación de la energía:

Htanque de suministro = Hextremo final + hf + hL

Se deben escribir tantas ecuaciones como sean necesarias para que todos los tubos del sistema queden incorporados en al menos una ecuación de energía. La solución simultánea de las ecuaciones de continuidad y de energía resuelve cualquier tipo de problema en redes abiertas.

Los problemas que deben resolverse en redes cerradas

Cálculo de la potencia. En este caso se conocen las características de todos los tramos (L, D, e) y los caudales descargados en cada nudo (q). Se requiere conocer el desnivel entre el tanque superior y la cota de energía en cada extremo de la red (Hi). Se deben plantear las ecuaciones de continuidad, una para cada nudo, y la ecuación de la energía entre el tanque más alto y cada uno de los extremos de la red.

Revisión de la capacidad hidráulica. En este caso se conocen las características de todos los tramos (L, D, e) y la topografía de la red (HTi). Se requiere conocer el caudal que se descarga en cada nudo y el caudal en cada tramo. Se deben plantear las ecuaciones de continuidad, una para cada nudo, y la ecuación de la energía entre el tanque más alto y cada uno de los extremos de la red.

Diseño de la red. En este caso se conocen algunas características de todos los tramos (L, e), la topografía de la red (HTi), la presión de servicio y el consumo en cada nudo (qj). Se requiere conocer el diámetro de cada tramo (D). Se deben plantear las ecuaciones de continuidad, una para cada nudo, y la ecuación de la energía entre el tanque más alto y cada uno de los extremos de la red. Este problema tiene múltiples soluciones. Se preferirá aquella de mínimo costo.

Características adicionales de las redes cerradas

Diseño de la red: estudio de la ecuación de la energía. Entre el extremo de suministro, con frecuencia un tanque, y cada extremo final, que puede ser un nudo de consumo, una descarga sumergida en un tanque o una descarga libre a la atmósfera, se escribe la ecuación de la energía:

Htanque de suministro = Hextremo final + hf + hL

La ecuación de energía entre el tanque y el nudo 5 puede escribirse para el flujo que se establece por varias rutas, por ejemplo:

Por la ruta de los tubos 1-5-6: Htanque de suministro = H5 + h1 + h5 + h6

Por la ruta de los tubos 1-5-10-8: Htanque de suministro = H5 + h1 + h5 + h10 + h8

Y desde estas dos ecuaciones se concluye, para la ruta

cerrada, o circuito II, por los tubos 6-8-10 h6 = h10 + h8

Que se puede escribir así h6 - h8 - h10 = 0

Y en forma más general hi = 0

Esta ecuación

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