Download - EXPOSICION DISEÑO HIDRAULICO
DISEÑO HIDRAULIC
O DE SISTEMAS DE RIEGO
PRESURIZADO
Ing. Wilder Chancafe RodriguezEspecialista en Diseño y
O&M de Sistemas de Riego PresurizadoZonal Sur
GENERALIDADES
LATERAL
Son tuberías de diámetro único dotadas de goteros de igual descarga.
PORTA - LATERALES
Son tuberías que alimentan a los laterales
CINTA DE GOTEO
Tuberías de pared delgada en las cuales el gotero está moldeado en la pared misma de la tubería.
MANGUERA DE RIEGO
Tuberías de PE de baja densidad en las cuales el gotero está insertado en la pared de la tubería.
TUBERIA•Conjunto de tubos y sus accesorios
•En Hidráulica una serie de tubos colocados en línea recta es considerado como tubo único.
GENERALIDADES
TRAMO DE TUBERIATodo tramo de tubería que tiene una sola entrada y una salida única descarga.
ACCESORIOSCodos, curvas, derivaciones, válvulas, bombas, medidores de agua, etc.
Parámetro Unidad Símbolo Conversiones
Tiempo
segundominuto
horadía
sminhd
3,600 s = 1 h
86,400 s = 1 d
Longitud
kilómetrometro
centímetromilímetro
piepulgada
milla
kmmcmmmpie
pulgmilla
1 pulg = 25.4 mm1 m = 3 pie
1 milla = 1.3 km
Área
Metro cuadradoHectárea
Topoacre
m2
hatopoac
1 ha = 10,000m2
1 ha = 3 topos1 ac = 0.47 ha
Pesokilo
gramolibra
kgglb
1 kg = 1000 gr1 kg = 2.2lb
INFORMACION BASICA PARA EL DISEÑO
Parámetro Unidad Símbolo Conversiones Ejemplos
Velocidadmetros por seg.Kilómetro por hora
m/sKm./h
1 m/s = 3.6 Km./hFlujo en canales y tuberías
Caudalm3/sl/sm3/hl/h
1 m3/s = 1000 l/s3.6 m3/h = 1 l/s
Canales grandesPozos / canalesCabezales goteoGoteros / aspersores
Presión
AtmósferaBarMetros columna agua
atmbarmcakg/cm2psi
1 atm = 1 bar1 atm = 1 kg/cm21 atm = 10 mca1 atm = 760 mmHg14.6 psi = 1 atm
Tuberías / cabezales de filtrado / pérdidas de carga / goteros / aspersores
Potencia
Caballos de fuerzaWattsKilowatts
HPWkw
1 HP = 746 watts1 kw = 1000 watts
Bombas y motores
INFORMACION BASICA PARA EL DISEÑO
1. SECTORIZACION
1. Dirección de surcos2. Forma de terreno
2. NECESIDADES DE RIEGO
1. Tomar el pico de diseño
3. CAPACIDAD DE RIEGO, PRECIPITACION HORARIA O INTENSIDAD DE APLICACIÓN
1. Caudal de goteros (l/h)2. Distancia entre goteros (m)3. Distancia entre laterales (m)
4. TIEMPO DE RIEGO
5. TURNOS DE RIEGO
6. CAUDAL DE DISEÑO
DISEÑO AGRONOMICO
VER EJEMPLO
1. UNIFORMIDAD DE RIEGO1. Pérdidas en laterales2. Pérdidas en portalaterales3. Topografía
2. RED DE DISTRIBUCION1. Turnos críticos (pérdidas, topografía y caudal)
3. REQUERIMIENTO DE PRESION1. Presión nominal en sectores2. Pérdidas en sectores 3. Pérdidas fricción y accesorios4. Pérdidas en cabezal de riego5. Topografía
4. SISTEMA DE BOMBEO1. Caudal de diseño2. Presión de diseño3. Eficiencia
DISEÑO HIDRAULICO
CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LOS EMISORES
Q = k . Px
Q= Descarga del Emisork = Constante Característica del EmisorP = Presión sobre la entrada del EmisorX = Exponente del Emisor
Cambio de
Presión
Exponente (x) del Emisor
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
% Cambio en la Descarga (%)10 3.9 4.8 5.9 6.9 7.920 7.6 9.5 11.6 13.6 15.730 11.1 14.0 17.1 20.2 23.340 14.4 18.3 22.3 26.6 30.950 17.6 22.5 27.5 32.8 38.3
Impacto del valor del expediente del emisor
Energía que pierde el agua durante su flujo debido a:
• El rose de las Moléculas del Agua entre sí
• El rose entre las moléculas del Agua y las paredes de la tubería y accesorios de conducción
PERDIDAS DE CARGA POR FRICCION
FACTORES:
• Longitud (L)• Descarga (Q)• Diámetro (D)• Rugosidad f ; (C)
PERDIDAS DE CARGA POR FRICCION EN TUBERIAS
HAZEN – WILLIAMS
Hf = k . L . ( Q/C )a . Db (m.c.a.)
PERDIDAS DE CARGA POR FRICCION EN TUBERIAS
k = 1.131 x 109 L en metrosa = 1.852 Q en m3/hb = -4.87 D en mm
GRADIENTE HIDRAULICO
J = Hf / L
Para:J (m.c.a / m tubo) L = 1J % (m.c.a / 100 m tubo) L = 100J 0/00 (m.c.a / 1000 m tubo) L = 1000
PERDIDAS DE CARGA EN LATERALES
Hf = F (n) . k . L . ( Q/C )a . Db (m.c.a.)
Q = n x q
L = n x l
q q q q q q q q q q
l l
n = Nº de salidas
L = Espacio entre emisores
EL FACTOR DE CORRECCION F(n) DE CHRISTIANSEN
F (n) Corrige la perdida de carga por fricción de una tubería ciega en consideración de la descarga de los emisores a lo largo de esta. Este coeficiente no se empleará si la variación de caudal es mayor al 10%
F (n) =∑ n a
n (a+1)
a = Exponente de la formula de Hazen Williamsn = Nº de emisores
SISTEMAS DE TUBERIAS
∑ Hf = Hf1 + Hf2 + Hf3 + …. + Hfn + Hf acc. (m.c.a.)
d1 d2 d3
Accesorios
Q Q
P1 P2
Q Q
Q1
Q2
d1
d2
Hf1 = Hf2
∑Q = Q1 + Q2
VALORES DEL COEFICIENTE DE FRICCION (C)
MATERIAL DE LA TUBERIACOEFICIENTE DE FRICCION
(C)
PVC 150
ACERO RECUBIERTO CON EPOXICO 145
POLIETILENO 140
ALUMINIO 140
ASBESTO CEMENTO 140
ACERO GALVANIZADO 135
ALUMINIO CON ACOPLES CADA 10m 130
ACERO NUEVO 110
HORMIGON CONCRETO 95
CALCULO DE LA ALTURA DINAMICA TOTAL DE LA BOMBA
PARAMETRO OBS.PRESION DE TRABAJO EMISOR CRITICO PRESION DE
TRABAJO DEL SECTOR
HF LATERAL
HF PORTALATERAL
HF ARCO DE RIEGO
HF MATRIZ
HF ACCESORIOS
HF CABEZAL
% DE SEGURIDADSE LE DA UN
MARGEN
DESNIVEL TOPOGRAFICO
NIVEL DINAMICOEN EL CASO DE POZOS
ADT SUMA DE TODOS LOS PARAMETROS
POTENCIA DE LA BOMBA
N = (Q x H) / (270 x Efic)
N = Potencia requerida (HP)
Q = Descarga de la Bomba (m3/h)
H = Altura Dinámica Total (m.c.a)
Efic = Eficiencia de la Bomba