Linea De Conduccion

Determinar el diámetro económico de una línea de conducción por bombeo que va a llevar un gasto de 100 lps a través de 2500 m. de longitud (como se indica en la figura)

De acuerdo a los datos de al perfil se usarán tuberías de asbesto-cemento, cuyo valor de n = 0.010, espesor = 2.85 cm., Et = 328000 kg/cm2 Ka = 20,670 kg/cm2

Determinación del diámetro , para esto suponemos una V = 1.2 m /.s.

Q = A V ; de donde A = Q / V = 0.100 /1.2 = 0.0833 M2

como A = 0.785 D2 resulta que : Dt = ( 0.0833 / 0.785) = 0.326 m = 12 1/2 pulg.

Este es el diámetro teórico que debe instalarse; pero no existiendo en el mercado comercial, se toma el diámetro comercial más próximo, este es de 300 mm. (12") Ø. Ademas de este, tomaremos el diámetro comercial inmediato mayor y el inmediato menor, este es de 350 mm.(14") Ø y 250 mm. (10") Ø

a).- ANÁLISIS DEL DIÁMETRO DE ASBESTO-CEMENTO DE 250 MM. ( 10 " ) Ø.

Costo del consumo de energía eléctrica.

La perdida por fricción se determina por la formula : Hf = K .L.Q2

Hf.- pérdida por fricción

para d = 250 mm. ( 10" ).

También por tablas puede determinarse el valor de "K".

Hf = K . L .Q2 = 1.54 x 2500 x (0.100)2 = 38.50 m.

Pérdidas menores = 5% Hf = X 5% =

38.50 1.93 m.

Pérdida total de carga = Hf + 5% Hf = +

38.50 1.93 = 40.43 mts.

Carga total de bombeo = Ht = Desnivel topográfico + N. dinámico + N. estático + pérdida total de cargador fricción y menores.

Ht = Dt + Prof. N.D. + N. estático + pérdida total de carga.

Ht = ( 540 - 490 ) + 4.80 + 3.00 + 40.43 = 98.23 mts.

La potencia requerida para el equipo de bombeo será :

Como H.P. = 0.7457 Kw-H ; el consumo de energía eléctrica por año será : E = 143.61 x 0.7457 x 8760 = 938,108.20 Kw-H

El Kw-hora cuesta $3.158 dato otorgado por la C.F.E. para publico urbano ( agua potable), por lo que, el costo anual del consumo de energía eléctrica será de:

costo anual de consumo de energía = 938,108.20 x 3.158 =

Elección de la clase de tubería a ocupar :

Calculo del golpe de Ariete.

V = Q 0.100

A 0.785 (0.254)^2 = 1.97 m/seg

De esta sobrépresión 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 = 228.45 x 0.20 = 45.69 m.

Por lo tanto la carga total en el momento del golpe de Ariete será : Dt.- cálculo de la carga normal de trabajo de la tubería

Dt = Hft + Hs = 50 + 40.43 + 45.69 = 136.12 m Carga normal de trabajo de la tubería = 136.12 m. ( 13.61 kg/cm2 )

Dada la carga de trabajo de la tubería y considerando la sobre-presión por golpe de Ariete, se utilizará

tubería de asbesto-cemento clase A-14 ya que la carga de trabajo de esta clase de tubería es de 140

m., mayor que la carga de 136.12 m., por lo que es suficiente.

2.- COSTO DE INSTALACIÓN DE LA TUBERÍA DE A.C. CLASE A-14 DE 250 mm, ( 10” ) Ø

CONCEPTO UNIDAD CANTIDAD P.U IMPORTE

DESMONTE, LIMPIA, TRAZO Y NIVELACION DE LINEA DE CONDUCCION, ESTABLECIENDO EJES DE REFERENCIAS Y BANCOS DE NIVEL, CON EQUIPO TOPOGRAFICO M2 1.00 12.69 12.69

EXACACIÓN A MANO PARA ZANJAS EN MATERIAL "B" EN SECO, HASTA DOS METROS DE PROFUNDIDAD M3 0.96 130.97 125.73

PLANTILLA APISONADA CON PIZON DE MANO EN ZANJAS CON MATERIAL Y Y/O B DE 10 CM DE ESPESOR M3 0.08 104.78 8.38

RELLENO APIZONADO Y COMPACTADO CON AGUA EN CAPAS DE 0.20 M DE ESPESOR M3 0.31 72.10 22.35

RELLENO A VOLTEO CON PALA M3 0.52 43.65 22.7

ATRAQUES DE CONCRETO SIMPLE f'c = 100 KG/CM2 M3 0.0004 1776.59 0.71

INSTALACIÓN, JUNTEO Y PRUEBA DE

TUBERIA DE A.C. CLASE A-14 DE 254 MM (10") DIAMETRO. ML 1.00 254.35 254.35

SUMINISTRO Y COLOCACIÓN DE TUBERIA DE A.C. CLASE A-14 DE 250 MM (10") DIAMETRO ML 1.00 490.10 490.10

SUMA $937.01

EL COSTO TOTAL DE LA INSTALACIÓN = $937.01 x =

2500 $2,342,526.59

Suponiendo que el capital se recupera en 10 años con interés del 10% anual, el coeficiente de anualidades para reembolsar ese dienro en 10 años se obtiene con la formula de interés compuesto.

si :

r = 10%

n = 10 años.

a = 0.10 0.10 0.1627

(1+0.10)10 -1

* Que es el costo anual de la tubería instalada.

El costo anual de operación será la suma del costo anual del consumo de energía eléctrica y el costo anual de la tubería instalada:

Costo anual de energía $2,962,545.69

Costa anual de tubería instalada $381,235.41

Costo total anual de operación para la tuberia 254 mm (10") Ø $3,343,781.11

b).- ANÁLISIS DEL DIÁMETRO DE ASBESTO-CEMENTO DE 300 MM. ( 12 " ) Ø A.C.

Costo del consumo de energía eléctrica.

La perdida por fricción se determina por la formula : Hf = K .L.Q2

Hf.- pérdida por fricción para d = 300 mm. ( 12" ).

También por tablas puede determinarse el valor de "K".

Hf = K . L .Q2 = 0.5826 x 2500 x (0.100)2 = 14.57 m.

Pérdidas menores = 5% Hf = 14.57 X 5% = 0.73 m.

Pérdida total de carga = Hf + 5% Hf = +

14.57 0.73 = 15.29 mts.

Carga total de bombeo = Ht = Desnivel topográfico + N. dinámico + N. estático + pérdida total de cargador fricción y menores.

Ht = Dt + Prof. N.D. + N. estático + pérdida total de carga.

Ht = ( 540 - 490 ) + 4.80 + 3.00 + 15.29 = 73.09 mts.

La potencia requerida para el equipo de bombeo será :

1000(0.100)(73.09)

Pot = = 106.86 HP

76 (0.90)

Como H.P. = 0.7457 Kw-H ; el consumo de energía eléctrica por año será : E = 106.86 x 0.7457 x 8760 = 698,045.00 Kw-H

El Kw-hora cuesta $3.158 dato otorgado por la C.F.E. para publico urbano ( agua potable), por lo que, el costo anual del consumo de energía eléctrica será de:

costo anual de consumo de energía = 698,045.00 x 3.158 =

Elección de la clase de tubería a ocupar :

Calculo del golpe de Ariete.

m/seg

De esta sobrépresión 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 = 149.26 x 0.20 = 29.85 m.

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