desarrollo del primer examen parcial de abastecimiento de agua y alcantarillado

7/18/2019 Desarrollo Del Primer Examen Parcial de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado

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DESARROLLO DEL PRIMER EXAMEN PARCIAL DE ABASTECIMIENTO DE

AGUA Y ALCANTARILLADO

Alumno: Glvez Zanabria Antulio Cristhian Cod. Matricula: 2008151032Ciclo: VIII

1. PREGUNTAEn una red de agua potable, se tiene 04 poblaciones, donde sus caractersticas se muestran en la

tabla 01. Se pide disear la red, teniendo en consideracin los dimetros comerciales, dimetros

internos en cada caso, clase de tubera, recordndole la optimizacin econmica (dimetros) que

permitan tener presiones y velocidades adecuadas tal como se expuso en clases acadmicas.

Tabla 01: Datos Poblacionales

PARMETROS POBL 01 POBL 02 POBL 03 POBL 04 UND

Poblacin

inicial 2500.00 1000.00 3400.00 17000.00 Habitantes

Tasa de

crecimiento 1.20 1.20 1.20 1.20 %

Periodo de

diseo 20.00 20.00 20.00 20.00 Aos

Dotacin

de agua 80.00 90.00 100.00 100.00 Lt/hab/da

1. Disear la lnea de conduccin mostrado en el esquema bajo los criterios ya

mencionados. Considere la temperatura para todos los casos 10C.2. Disear la red de distribucin desde el reservorio para la poblacin 04, conforme se

plantea en el esquema hidrulico. Ud. Deber de mostrar los resultados tabulados de:

Relacin de reas, caudales de demanda; resultados grficos: delimitacin de reas para

la asignacin de caudales demanda por el mtodo de polgono de Thiessen (escala);

mostrar los resultados del diseo hidrulico, y por ultimo adjuntar la matriz delmtodo Gradiente Hidrulico en la ltima interaccin de su solucin.

La configuracin de la red muestra un polgono inscrito de radio 2,donde 156.0 m,y la coordenada inicial en el nudo 01es: 2;22+ .Y la cota para todos los nudosexcepto el reservorio es de 3600m.Asimismo considere los factores de peso e 80%atodos los nudos, excepto al nudo

12que es igual a

140%.


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GRAFICO 01: Perfil de Lnea de Conduccin planteada para elproblema 01-01.

GRAFICO 02: Configuracin de red de distribucin planteada para elproblema 01-02.


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01. Calculo de Parmetros de Diseo:

De los parmetros que se nos da como datos para el diseo respectivo de la lnea de

aduccin y red de distribucin obtendremos los parmetros de diseo que tomaremos

en cuenta para nuestro diseo:

PARMETROS CONOCIDOS PARMETROS CALCULADOS

Poblacin % .// / _/ _/Pob. 01 2500 1.2 20 80 3100 2.870 3.732 7.827

Pob. 02 1000 1.2 20 90 1240 1.292 1.679 3.540

Pob. 03 3400 1.2 20 100 4216 4.880 6.344 13.265

Pob. 04 17000 1.3 20 120 21420 29.750 38.675 77.033

Los parmetros de diseo calculados nos permitirn adoptar mejor los criterios dediseo necesarios para una buena optimizacin econmicahidrulica.

02. Desarrollo Problema 01-01:

Anlisis de carga esttica:

Vemos que hay una carga esttica mxima 350m,por lo que ser necesariola construccin de estructuras complementarias, en este caso una cmara rompe

presin para reducir la carga esttica a una ms adecuada. A continuacin se plantea la

ubicacin de la cmara rompe presin y las nuevas cargas estticas obtenidas:

Debido a la presencia de la cmara rompe presin habr dos tramos de anlisis como se

muestra en la figura anterior, estos tramos se analizaran por separado:


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ANLISIS DEL TRAMO I:

Mediante el programa DISA desarrollado para la calculadora HP 50g, diseamos el

primer tramo, el programa nos plantea utilizar un dimetro hidrulico de 132.39mm,pero dicho dimetro no es comercial por lo que optamos utilizar el dimetroinmediato superior comercial el cual es de 160mm, los dimetros internos paraeste variaran segn la clase adoptada pero dichos dimetros no sern menores queel dimetro hidrulico planteado; entonces el primer tramo quedara como se muestra

en la figura siguiente:

Tramo I Tubera PVC

2.51m/s DIS 3.62m/sANLISIS DEL TRAMO II:


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Analizando las lneas de carga dinmica vemos que podemos utilizar dos dimetros

diferentes para evitar la existencia de presiones negativas en el tramo utilizaremos un dimetro y en el tramo 1podemos utilizar un .Al analizar con el programa DISA obtenemos los dimetros hidrulicos de: 228.03mm y 179.29mm, a continuacin se resume estos resultados en lossiguientes grficos:

Tramo II (CRP-B-C) Tubera PVC

0.95m/s DIS 1.23m/s

Tramo II (C-D-E-1) Tubera PVC

1.23m/s DIS 1.78m/s


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03. Desarrollo Problema 01-02

Delimitando las reas de influencia por el mtodo del polgono de Thiessen para el

clculo de los caudales de demanda tenemos:

De el grafico anterior podemos ver que las reas de influencia de cada nudo es:

4 5

8

2 3

4

78 1

2

Comprobando si las reas estn bien:

= 2es verdadero


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Con estas reas de influencia calculadas, adems conocemos el caudal de diseo para la

poblacin 04, que es el x _h 77.033Lt/s y los pesos de cada nudo, entoncesobtenemos el siguiente cuadro de caudales de demanda para cada nudo:

NudoPeso

%rea de

InfluenciaProducto de

Caudal de

demanda/Caudal

acumulado/02 80 23016.899 18413.511 5.471 5.471

03 80 23016.899 18413.511 5.471 10.943

04 80 23016.899 18413.511 5.471 16.414

05 80 12168.000 9734.400 2.892 19.306

06 80 18252.000 14601.600 4.339 23.645

07 80 12168.000 9734.400 2.892 26.537

08 80 23016.899 18413.511 5.471 32.009

09 80 21294.000 17035.200 5.062 37.070

10 80 21294.000 17035.200 5.062 42.132

11 80 26058.899 20847.119 6.194 48.326

12 140 24336.000 34070.400 10.123 58.450

13 80 26058.899 20847.119 6.194 64.644

14 80 26058.899 20847.119 6.194 70.839

15 80 26058.899 20847.119 6.194 77.033

259253.722

Donde el clculo para los caudales de demanda en los nudos se procede as:

x _hPara poder disear con el mtodo de gradiente hidrulico ser necesario organizar los

datos de la siguiente manera:

Matriz de Lnea de Tuberas:

Tabla 03-01: Parmetros Conocidos y Supuestos de Red de Tuberas

NT ni nfLongitud Dimetro

1 1 2 156.00 160.00 0 0.00000152

2 2 3 220.62 160.00 0 0.00000152

3 2 4 156.00 160.00 0 0.00000152

4 2 5 110.31 160.00 0 0.00000152

5 2 6 156.00 160.00 0 0.00000152

6 3 6 156.00 160.00 0 0.00000152

7 3 7 110.31 160.00 0 0.00000152


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Tabla 03-01: (Continuacin)

NT ni nfLongitud Dimetro

8 3 8 156.00 160.00 0 0.00000152

9 4 5 110.31 160.00 0 0.0000015210 4 9 156.00 160.00 0 0.00000152

11 4 11 220.62 160.00 0 0.00000152

12 5 6 110.31 160.00 0 0.00000152

13 5 9 110.31 160.00 0 0.00000152

14 6 7 110.31 160.00 0 0.00000152

15 6 9 156.00 160.00 0 0.00000152

16 6 10 156.00 160.00 0 0.00000152

17 7 8 110.31 160.00 0 0.00000152

18 7 10 110.31 160.00 0 0.00000152

19 8 10 156.00 160.00 0 0.00000152

20 8 13 220.62 160.00 0 0.0000015221 9 11 156.00 160.00 0 0.00000152

22 9 12 156.00 160.00 0 0.00000152

23 9 14 220.62 160.00 0 0.00000152

24 10 12 156.00 160.00 0 0.00000152

25 10 13 156.00 160.00 0 0.00000152

26 10 15 220.62 160.00 0 0.00000152

27 11 14 156.00 160.00 0 0.00000152

28 12 14 156.00 160.00 0 0.00000152

29 12 15 156.00 160.00 0 0.00000152

30 13 15 156.00 160.00 0 0.0000015231 14 15 220.62 160.00 0 0.00000152

Matriz de Nudos de la Red:

Tabla 03-02: Parmetros de los Nudos Componentes de la Red

NudoCota Demanda/

1 3680 0.000

2 3600 5.471

3 3600 5.471

4 3600 5.471

5 3600 2.892

6 3600 4.339

7 3600 2.892

8 3600 5.471

9 3600 5.062

10 3600 5.062

11 3600 6.194

12 3600 10.123

13 3600 6.194

14 3600 6.19415 3600 6.194


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Viscosidad Cinemtica en Funcin de la Temperatura:

1.792 1 + (25).

10 10C 1.333 10

Con los parmetros antes organizados y calculados pasaremos a disear la red con elmtodo de gradiente hidrulico, el cual nos arroja la siguiente matriz de respuesta:

Tuberas con dimetros de diseo planteados:

NTLongitud Dimetro Caudal/ Velocidad/

1 156.00 160 77.033 3.831

2 220.62 75 15.566 3.523

3 156.00 75 17.550 3.973

4 110.31 75 20.914 4.734

5 156.00 75 18.568 4.203

6 156.00 63 1.882 0.604

7 110.31 75 5.816 1.316

8 156.00 75 6.255 1.416

9 110.31 63 1.795 0.576

10 156.00 75 7.050 1.596

11 220.62 75 6.824 1.545

12 110.31 75 7.018 1.589

13 110.31 75 9.209 2.084

14 110.31 75 7.122 1.61215 156.00 75 4.462 1.010

16 156.00 75 7.780 1.761

17 110.31 75 4.413 0.999

18 110.31 75 5.633 1.275

19 156.00 63 1.614 0.518

20 220.62 75 3.583 0.811

21 156.00 75 3.816 0.864

22 156.00 75 6.814 1.542

23 220.62 75 5.029 1.138

24 156.00 75 2.767 0.626

25 156.00 75 3.278 0.742

26 220.62 75 2.788 0.631

27 156.00 75 4.447 1.007

28 156.00 63 1.617 0.519

29 156.00 63 1.074 0.345

30 156.00 75 4.096 0.927

31 220.62 63 1.665 0.534

Presiones en los nudos:


10/11

NudoPresin

1 0

2 69.891

3 40.098

4 43.985

5 44.698

6 41.194

7 37.595

8 36.066

9 38.988

10 35.230

11 37.318

12 34.287

13 33.956

14 35.126

15 33.878

Matriz(solo se muestra su diagonal):

11

139.19181

1943.49184

1521.91883

1259.19146

1594.02208

-592.155226

445.575969

660.994448

-406.764754

727.248627

994.747741

517.730146

644.165696

523.931769

505.978781

786.896978

357.994878

434.454404

526.291127

598.359117

447.446991

707.737574

780.938169

348.094313

397.317304

492.383753

504.556665

-527.5839203

386.5813371

118.7739285

758.6842106


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