bmc11114-2-01-000-p-mc-001

A PARA REVISION 8/26/2011 A.R.M. C.Q.M. Y.T.REV. DESCRIPCION FECHA EJECUTO REVISO APROBO

CLIENTE O USUARIO:FERROVIARIA ORIENTAL S.A.

PROYECTO:

AREA O UNIDAD:

TITULO:

MEMORIA DE CALCULO

No. DE DOCUMENTO: REVISION:

BMC11114-2-01-000-P-MC-001 A

ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD DE BOMEC LTDA. Y NO PUEDE SER REPRODUCIDO SIN PREVIA AUTORIZACION DEL

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA

DISEÑO Y CONSTRUCCION DE TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE DIESEL Y SISTEMA CONTRA INCENDIO - SURTIDOR QUIJARRO

2 of 17 .PROYECTO: Nº DOCUMENTO:

BMC11114-2-01-000-P-MC-001

FECHA:

TITULO: 8/26/2011

MEMORIA DE CALCULO A

1. INTRODUCCION.

2. REFERENCIAS.

A continuación se listan las normas y documentos utilizados como referencias para la elaboración de la presente memoria:

2.1. NORMAS Y CODIGOS APLICABLES.

- NFPA 10 - Standard for portable fire Extinguisher, 2007 Edition.- NFPA 11 - Standard for Low, Medium, and High - Expansion Foam, 2005 Edition.

- NFPA 16, Standard for the Installation of Deluge Foam-Water Sprinkler and Foam-Water Spray Systems, 1999 edition.

- NFPA 20, Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection, 1999 edition.

- NFPA 22, Standard for Water Tanks for Private Fire Protection, 1998 edition.

- NFPA 24, Standard for the Installation of Private Fire Service Mains and Their Appurtenances, 1995 edition.

2.2. DOCUMENTOS

- Lay Out General - Surtidor Quijarro.

- Memoria Descriptiva del Sistema Contra Incendio; BMC11114-2-01-000-P-MD-001

3. DATOS

- Producto =- Capacidad = 60- Producto = Espuma (AFFF)- Capacidad = 200 lts.

- Presión de la Bomba = 230-250 psi.

- Diametro de la tuberia, galvanizada = 6 in.- Caudal de los Hidrantes = 500 gpm- Manguera, en tramos de 15 metros= 45 m.- Hidrantes tipo teatro = 1 1/2" NH.- Caudal de los Rocuadores = 6 gpm- Cantidad de los Rocuadores = 4- Cantidad de los Hidrantes = 3

3.1. SIMBOLOGÍA ADOPTADA.

C = Galones de Concentrado de Espuma (gpm)R = Galones por minuto de Espuma (gpm/ft2)S = Superficie del Recipiente (ft2)T = Tiempo, Dado por NFPA 11 (30 min.)F = Porcentaje de Espuma (3%)N = Nodos de Hidrantes (gpm/ft2)Pt = Perdida de Presión por fricción. (psi/ft)Pv = Presión por velocidad (psi/ft)Pn = Presión normal (psi/ft)Q = Caudal (gpm)f = Coeficiente de fricción

ΔP = Perdida por fricción. (psi/ft)


REV: HOJA:

El objeto de la presente memoria, es calcular y definir los elementos estructurales y mecánicos que conforman el Sistema Contra incendio, de una capacidad de 60 m3.

BOMEC Ltda., a través de estudios realizados, se basa en el diseño de sistema de refrigeración para los tanques de Diesel, de acuerdo a la norma.

Agua (H2O)

m3


BMC11114-2-01-000-P-MC-001

FECHA:

TITULO: 8/26/2011



REV: HOJA:

d = Diametro interno de la tubería (in).

h = Longitud del Recipeinte (ft)

a = Diametro del Recipiente. (ft)

= Perdida de Carga

P2 = Presión de Salida del Rociador 30 psi = 206841

V2 = Velocidad de flujo de agua a la salida de los rociadoresZ2 = Altura de los Rociadores respecto a la bomba 2.2 m

P1 = Presion de la toma de agua en el cisterna 0 psi

V1 = Velocidad de flujo de agua en el cisterna 0 m/s

Z1 = Altura de toma de agua en el cisterna respecto a la bomba

ρ = densidad del agua 1000

g = Coeficiente de Gravedad 9.8A = Seccion Interna de la tuberia

Leq. = Longitud equivalenteµ = Viscosidad del agua 0.001 cp

4. DESARROLLO.

24 gpm = 0.001514 m3/s

1500 gpm = 0.0946 m3/s

1524 gpm = 0.096114

Para la determinación de la altura dinamica se empleará la siguiente formula:

Para el calculo de la velocidad de flujo de agua se empleará la siguiente formula

Donde

AR= 0.7853980.000507 m2

2.987917 m/s

AH= 12.56637

0.008107 m2 0.007528 m/s

Para la determinación de perdida de carga en el rociador del agua por la tuberia es:

hfinal

N/m2

Kg/m3

m/s2

Para la determinación del caudal totalde refrigeracion se considerara el caudal obtenido de cada rociador e hidrante por el numero requerido de los mismos para enfriar el tanque de 60 m3

QR=

QH=

QT= m3/s

Para el calculo primeramente, se requiere determinar previamente la velocidad de flujo de agua a la salida de los rociadores (rociador mas alejado de la bomba) [V2] y la Perdida de calga en el recorrido del agua en la tuberia (h final)

in2

V2R=

in2

V2H=

QrR=Qr∗N r

QH=Qh∗Nh

QT=QH+QR

H B=h final+[ P2ρ∗g +V 22

2∗g+Z2]−[ P1ρ∗g +

V 12

2∗g+Z1]

QT=A∗V 2

h fTotal=( f∗Leq∗V 22)2∗d∗g


BMC11114-2-01-000-P-MC-001

FECHA:

TITULO: 8/26/2011



REV: HOJA:

Se requiere primeramente determinar el coeficiente de friccion en la tuberia como la longitud equivalente de la tuberia



BMC11114-2-01-000-P-MC-001

FECHA:

TITULO: 8/26/2011



REV: HOJA:

Nre= 75893.1

Nre= 573.6358

Calculo de la rugosidad Relativa

para 3 in = 6E-04 donde f1= 0.000843

para 1 in = 0.002 donde f2= 0.0627

para 3 in, la longitud de la tuberia lineal= 75 m

para 1 in, la longitud de la tuberia lineal= 25 m

para 3 in = Leq.acc= 5.715 = 80.01 m

para 1 in = Leq.acc= 0.635 = 8.89 m

Donde la Longitud equivalente es:

para 3 in = Leq= 155.01 m


L eq. Total= 188.9 m

Con estos datos se determina la perdida de carga total (h final)

para 3 in = hfinal= 5E-06

para 1 in = hfinal= 38.10539

h final= 38.1054 m

Con todos los datos, se determina la altura dinamica o carga de trabajo (HB), a partir de la siguiente formula.

Calculo del coeficiente de fricción, Se determina a partir del monograma "Factor de friccion del Numero de Reynolds con Rugosidad delativa", para ello es necesario el Numero de Reynolds (Nre), como la rugosidad relativa (E/D) de la tuberia

Calculo de la longitud equivalente, esta comprendido por la longitud de la tuberia lineal y la longitud equivalente de lso accesorio que participan en el suministro de agua.

La longitud equivalente de los accesorios (Leq.acc) se considera entre 14 accesorios(codos de 90°, Tee, valvulas, etc.), por lo que la longitud equivalente se determina a partir de :

NRe=d∗V 2∗ρμ

( ED )=Rugosidad

Leq=L+Lec .acc

Leq .acc=L∗d



BMC11114-2-01-000-P-MC-001

FECHA:

TITULO: 8/26/2011



REV: HOJA:

Reemplazando los datos se tiene:HB= 146.0299 m

H B=h final+P2ρ∗g

+V 12

2∗g+Z2−Z1


BMC11114-2-01-000-P-MC-001

FECHA:

TITULO: 8/26/2011



REV: HOJA:

Datos:

hfinal= 38.1054 mP2 = 1034100 Kg*m/s2ρ = 1000 Kg/m3g = 9.8 m/s2

V2 = 2 m/s2Z2= 2.2 mZ1 = 0 m

Caculamos la Potencia de la bomba (P)

P= 137548.063 Kg*m3/s3

Potencia teorica de la Bomba

Considerando la equivalencia de 1 HP = 745 W

HP= 100

La eficiencia de la Bomba = 85 %

Potencia Real de la Bomba:

HP= 117.647059

Por lo tanto la potencia teorica del motor de la bomba seria el inmediato superior ( 117,6 ) pero como se debe considerar un Margen de error, la bomba debe contar con un motor de 120 de Hp de potencia.

Nota. 1: Se debe tener en cuenta que el abastecimiento de agua es mínimo, por lo que se requiere un abastecimiento inmediato. Este sistema esta provisto para un tiempo aproximadamente de 20 min.

P=HB∗ρ∗g∗Q

1. INTRODUCCION.

2. REFERENCIAS.


2.1. NORMAS Y CODIGOS APLICABLES.

- NFPA 10 - Standard for portable fire Extinguisher, 2007 Edition.- NFPA 11 - Standard for Low, Medium, and High - Expansion Foam, 2005 Edition.


- NFPA 20, Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection, 1999 edition.

- NFPA 22, Standard for Water Tanks for Private Fire Protection, 1998 edition.


2.2. DOCUMENTOS

- Lay Out General - Surtidor Quijarro.

- Memoria Descriptiva del Sistema Contra Incendio; BMC11114-2-01-000-P-MD-001

3. DATOS

- Producto =- Capacidad = 60- Producto = Espuma (AFFF)- Capacidad = 200 lts.

- Presión de la Bomba = 230-250 psi.

- Diametro de la tuberia, galvanizada = 6 in.- Caudal de los Hidrantes = 500 gpm- Manguera, en tramos de 15 metros= 45 m.- Hidrantes tipo teatro = 1 1/2" NH.- Caudal de los Rocuadores = 6 gpm- Cantidad de los Rocuadores = 4- Cantidad de los Hidrantes = 3

3.1. SIMBOLOGÍA ADOPTADA.

C = Galones de Concentrado de Espuma (gpm)R = Galones por minuto de Espuma (gpm/ft2)S = Superficie del Recipiente (ft2)

El objeto de la presente memoria, es calcular y definir los elementos estructurales y mecánicos que conforman el Sistema Contra incendio, de una capacidad de 60 m3.

BOMEC Ltda., a través de estudios realizados, se basa en el diseño de sistema de refrigeración para los tanques de Diesel, de acuerdo a la norma.

Agua (H2O)

m3

T = Tiempo, Dado por NFPA 11 (30 min.)F = Porcentaje de Espuma (3%)N = Nodos de Hidrantes (gpm/ft2)Pt = Perdida de Presión por fricción. (psi/ft)Pv = Presión por velocidad (psi/ft)Pn = Presión normal (psi/ft)Q = Caudal (gpm)f = Coeficiente de fricción

ΔP = Perdida por fricción. (psi/ft)d = Diametro interno de la tubería (in).

h = Longitud del Recipeinte (ft)

a = Diametro del Recipiente. (ft)

= Perdida de Carga

P2 = Presión de Salida del Rociador

V2 = Velocidad de flujo de agua a la salida de los rociadoresZ2 = Altura de los Rociadores respecto a la bomba

P1 = Presion de la toma de agua en el cisterna

V1 = Velocidad de flujo de agua en el cisterna

Z1 = Altura de toma de agua en el cisterna respecto a la bomba

ρ = densidad del agua 1000

g = Coeficiente de GravedadA = Seccion Interna de la tuberia

Leq. = Longitud equivalenteµ = Viscosidad del agua 0.001

4. DESARROLLO.

24 gpm = 0.001514

1500 gpm = 0.0946

1524 gpm = 0.096114

Para la determinación de la altura dinamica se empleará la siguiente formula:

hfinal

Para la determinación del caudal totalde refrigeracion se considerara el caudal obtenido de cada rociador e hidrante por el numero requerido de los mismos para enfriar el tanque de 60 m3

QR=

QH=

QT=


QrR=Qr∗N r

QH=Qh∗Nh

QT=QH+QR


2∗g+Z2]−[ P1ρ∗g +

V 12

2∗g+Z1]

Para el calculo de la velocidad de flujo de agua se empleará la siguiente formula

Donde

AR= 0.7853980.000507 m2

2.987917 m/s

AH= 12.56637

0.008107 m2 0.007528 m/s

Para la determinación de perdida de carga en el rociador del agua por la tuberia es:


Nre= 75893.1

Nre= 573.6358

Calculo de la rugosidad Relativa

para 3 in = 6E-04 donde f1=

para 1 in = 0.002 donde f2=

para 3 in, la longitud de la tuberia lineal= 75

para 1 in, la longitud de la tuberia lineal= 25


in2

V2R=

in2

V2H=


Calculo de la longitud equivalente, esta comprendido por la longitud de la tuberia lineal y la longitud equivalente de lso accesorio que participan en el suministro de agua.

QT=A∗V 2


NRe=d∗V 2∗ρμ

( ED )=Rugosidad

Leq=L+Lec .acc

para 3 in = Leq.acc= 5.715 = 80.01

para 1 in = Leq.acc= 0.635 = 8.89

Donde la Longitud equivalente es:



L eq. Total= 188.9 m

Con estos datos se determina la perdida de carga total (h final)

para 3 in = hfinal= 5E-06

para 1 in = hfinal= 38.10539

h final= 38.1054 m


Reemplazando los datos se tiene:HB= 146.0299 m

Datos:

hfinal= 38.1054 mP2 = 1034100 Kg*m/s2ρ = 1000 Kg/m3g = 9.8 m/s2

V2 = 2 m/s2Z2= 2.2 mZ1 = 0 m

Caculamos la Potencia de la bomba (P)

La longitud equivalente de los accesorios (Leq.acc) se considera entre 14 accesorios(codos de 90°, Tee, valvulas, etc.), por lo que la longitud equivalente se determina a partir de :

Leq .acc=L∗d



+V 12

2∗g+Z2−Z1

P=HB∗ρ∗g∗Q

P= 137548.063 Kg*m3/s3

Potencia teorica de la Bomba

Considerando la equivalencia de 1 HP = 745 W

HP= 100

La eficiencia de la Bomba = 85 %

Potencia Real de la Bomba:

HP= 117.647059

Por lo tanto la potencia teorica del motor de la bomba seria el inmediato superior ( 117,6 ) pero como se debe considerar un Margen de error, la bomba debe contar con un motor de 120 de Hp de potencia.

Nota. 1: Se debe tener en cuenta que el abastecimiento de agua es mínimo, por lo que se requiere un abastecimiento inmediato. Este sistema esta provisto para un tiempo aproximadamente de 20 min.

P=HB∗ρ∗g∗Q




Galones de Concentrado de Espuma (gpm)Galones por minuto de Espuma (gpm/ft2)

El objeto de la presente memoria, es calcular y definir los elementos estructurales y mecánicos que conforman el Sistema Contra incendio,

BOMEC Ltda., a través de estudios realizados, se basa en el diseño de sistema de refrigeración para los tanques de Diesel, de acuerdo a la

30 psi = 206841

Velocidad de flujo de agua a la salida de los rociadoresAltura de los Rociadores respecto a la bomba 2.2 m

Presion de la toma de agua en el cisterna 0 psi

0 m/s

Altura de toma de agua en el cisterna respecto a la bomba

9.8

cp

m3/s

m3/s

N/m2

Kg/m3

m/s2

Para la determinación del caudal totalde refrigeracion se considerara el caudal obtenido de cada rociador e hidrante por el numero requerido

m3/s



2∗g+Z2]−[ P1ρ∗g +

V 12

2∗g+Z1]


0.000843

0.0627

m

m



Calculo de la longitud equivalente, esta comprendido por la longitud de la tuberia lineal y la longitud equivalente de lso accesorio que

m

m


La longitud equivalente de los accesorios (Leq.acc) se considera entre 14 accesorios(codos de 90°, Tee, valvulas, etc.), por lo que la longitud


+V 12

2∗g+Z2−Z1

Por lo tanto la potencia teorica del motor de la bomba seria el inmediato superior ( 117,6 ) pero como se debe considerar un Margen de

Nota. 1: Se debe tener en cuenta que el abastecimiento de agua es mínimo, por lo que se requiere un abastecimiento inmediato. Este

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