Solucionario

October 9, 2015

0.1 Problemas

Dise?ar un proyecto de abastecimiento de agua potable para unaurbanizacion nueva que cuenta con 800 lotes. Obtener

dotacion a partir de las dotaciones minimas diarias para uso domestico ,uso comercial, industrial, riego de jardines . etc

Considerar la densidad poblacional=7calcular:Calcular el volumen de reservorio aconstruirseCalcular el caudal a bombear, con un regimen de 20 horas de bombeo.Calcular el equipo de bombeo a usar considerando que el material de

impulsion es PVC.

• CONSUMO DOMESTICO

ACTIVIDAD lth/d

Bebidas 5preparacion de alimentos 13

Aseo Personal 26Lavado de Ropa 13Limpieza General 10

otros 34∑101

• CONSUMO PUBLICO

1

lth/d

Centro Educativo 50Local Comunal 20Puesto de Salud 120∑

190

• Industrias y Comercios se consideran el 5% del Consumo Domestico.

totalindustrias=101*0.21totalindustrias=25.25

lith/d

Dotacion =321.30 lith/d

Ahora la Dotacion total es 321.30 lith/d

Tambien la P fut=#de lotes*densidadP fut=800*7P fut=5600 habitantes.

Calculando QmedioQmedio= #de

86400lotes∗Dot

Qmedio =5600∗321.30

86400

Qmedio=20.83 lsseg

Calculamos el caudal MaximoDiarioQmaxdi=k∗Qm donde K=1.3

Qmaxdi=1.3∗20.83

Qmaxdi=270.7 ltseg

Qmaxdi=2338.84m3

dia

2

Sabemos :

Vreservorio = Vregulacion + Vcontraincendio + Vreserva

donde Vreservorio = 0.33 ∗ (Vregulacion + Vcontraincendio)V = 0Vreservorio = Vregulacion + 0.33 ∗ (Vregulacion + Vcontraincendio)Vreservorio = 1.33 ∗ 2338.84Vreservorio = 3110m3

dia

Para el caso con relacion : F

h = 34 realizaremos el

dimensionamiento cilindrico del reservorio

F

h = 34 ; F=0.75*h

Volumen del reservorio=p∗F2

4 ∗ h

3110.67 = p∗F2∗h4

h = 3

√3110.657∗4p∗(0.75)2

h = 19.20mF=14.4mSegun reglamento tendriamos que tener borde libre de 30cm lo cualnuestras Dimensiones serian:h=19.50mF=14.4m

Calculando por el Hazen -WilliamsPara calcular la potencia de la Bomba necesitamos calcular la altura Dinam-ica total que debe superar

TRAMO (1-2)hsuccion = 2.5 ∗ Fsuccion + 0.1hsuccion = 2.5 ∗ (0.2) + 0.1hsuccion = 0.6m

3

Calculando la perdida de energia local

• Nodal = k∗(v)22∗g (k=Coef. de perdida de energia para cada material)

• Longitud equivalente de cada accesorio se muestra en la siguiente tabla:

ACCESORIO Longitud equivalente(m)Valvula de pie 6.5

Codo de angulo de 90 5.5valvula de retencion 1.4

valvula de paso 16

Calculamos la longitud desuccion :

lSUCCION = 0.6 + 6.5 + 5 + 5.5 + 0.5lSUCCION = 18.1mUtilizando hazen y williamsS = ( Q

0.2785∗C∗D2.65 )1

0.54

S = ( 0.0324840.2785∗150∗0.2542.65 )

10.54

S = 1.45 ∗ 10−3hfsuccion=Slongitud=1.45∗18.1∗10−3

hfsuccion = 0.0263m.Calculando el caudal de BombeoQbombeo =

Qmax.∗24#dehoras

Qbombeo =27.07∗24

20

Qbombeo = 0.032484m3

seg

Calculamos “F” con el caudal de bombeo

Segun bresse

F1 = k ∗√Qimpulsion (k=[1.1;1.3]

F1=1.3∗√0.032484

F1=0.234m

F1=9.21pulg aproximandose aF1=10pulg

4

PorEcuaciondelaContinuidad

Qimpulsion = V ∗ AQimpulsion = 2 ∗ p∗F2

4

F2=√

4∗0.0324842∗p

F2 = 0.14mF2 = 5.51pulg aproximandoF2 = 6pulgCalculamos el promedio entreF1y F2

Fpromed=8pulg

Calculamos lo mismo utilizando el metodo “DARCY” Hbomba =Hfriccion +Hlocal +Htopografico

Hfriccion=hfsuccion+hfimpulsion

hfsuccion=0.0826∗f∗l∗Q2

D5

(l = 0.6 + 5 + 0.5 = 6.1m)

D = 10pulgD = 0.254mQ = 0.032484m2

seg

velocidadV=Q

A

V= 0.032484p∗0.2542

4

V = 0.64ms

Re =u∗Du

= 162560Por Datoepvc = 0.0006 para f = 0.01967hf

succion= 0.0826∗0.01967∗6.1∗0.0324842

0.2545

hfsuccion=0.01080

hfimpulsion=0.0826∗f∗l∗Q2

D5

l = 1 + 1 + 62.4 + 0.2 + 90 + 38 + 1l = 193.6mPor datoQ = 0.032484m2

seg

D = 8pulgD = 0.2032m

V= 0.032484p∗0.20322

4

5

V = 1ms; Re =

u∗Du

= 203200 ;epvc = 0.0006 para f = 0.01929

himpulsion = 0.0826∗0.01929∗193.6∗0.0324842

0.20325

himpulsion=9.9395

Para calcular perdida de energia por los acceso-rios usamos longitud

equivalente de todos los accesorios.

hfaccesorios=0.0826∗f∗l∗Q2

D51

+0.0826∗f∗l∗Q2

D52

hfaccesorios = 0.0826 ∗Q2 ∗ (f1∗l1D5

1+ f2∗l2

D52)

l1 = 6.5 + 5.5 ; V elocidad = 2ms

l1 = 12mD1 = 10pulgD1 = 0.254m ; v = 10−6m

s

TenemosRe =

u∗Du

= 5.08 ∗ 105Por Datoepvc = 0.0006 para f1 = 0.01824Calculando f2l2 = 5.5 ∗ 6 + 1.14 + 16 ; V elocidad = 2m

s

l2 = 50.4mD2 = 8pulgD2 = 0.2032m ; v = 10−6m

s

TenemosRe =

u∗Du

= 4.06 ∗ 105Por Datoepvc = 0.0006 para f2 = 0.01843hfaccesorios = 0.0826 ∗Q2 ∗ (f1∗l1

D51

+ f2∗l2D5

2)

hfaccesorios = 0.0826 ∗ 0.0324842 ∗ (0.01824∗120.2545 + 0.01843∗50.4

0.20325 )hfaccesorios = 25.475mhtopografico = 0.6 + 5 + 1− 0.2 + 38htopografico = 44.4m

6

Ahora calculamos ”Hbomba”Hbomba = Hfriccion +Hlocal +Htopografico

Hbomba = 25.475 + 44.4 + 9.95Hbomba = 79.825

Calculando Potencia de la BombaPot = 7∗Q∗Hbomba

75∗nPot = 1000∗0.032484∗79.825

75∗0.72Pot = 48.01hp

Calculando ”hfimpulsion”

ltotal = 1 + 1 + 62.4 + 0.2 + 90 + 38 + 1 + 6 ∗ 5.5 + 1.4 + 16ltotal = 244mCalculando “S”S = ( Q

0.2785∗C∗D2.65 )1

0.54

S = ( 0.0324840.2785∗150∗0.20322.65 )

10.54

S = 4.35 ∗ 10−3hfimpulsion = S ∗ ltotalhfimpulsion = 4.35 ∗ 10−3 ∗ 244hfimpulsion = 1.0614mHbomba = Hestatico + hfsuccion + hfimpulsion

Hbomba=5+0.6+38+1−0.2+0.0263+1.0614

Hbomba=45.49m

Calculando Potn = Eficiencian = 0.8 ∗ 0.9n = 0.72Pot = 7∗Q∗Hbomba

75∗nPot = 1000∗0.032484∗45.495

75∗0.72Pot = 27.4hp

7