Ingeniería  Civil       Universidad  Católica  de  la  Santísima  Concepción

REDES DE TUBERÍAS Una red es un conjunto de cañerías unidas que tienen por objeto transportar un fluido desde uno a más orígenes o fuentes a uno o más destinos o puntos de demanda. Las redes se clasifican en: 1) Redes Abiertas: Algunos puntos de demanda son abastecidos por una sola cañería. La principal desventaja tiene relación con la escasa seguridad proporcionada. Un desperfecto en cualquier tramo intermedio, causará cortes del suministro en los puntos de demanda posteriores al tramo dañado. Normalmente se utiliza en abastecimientos de muy pocas demandas (generalmente una) a distancias importantes de la fuente. 2) Redes Cerradas: Cada nodo está conectado a dos o más cañerías. Generalmente, es una instalación menos económica que la red abierta, pero proporciona una mayor seguridad que la anterior dado que la falla en un tramo intermedio se puede aislar, y por ende, no afecta a los puntos de demanda posteriores. Debido a la seguridad en la entrega del suministro que ofrece la red cerrada es la elección obligatoria para el diseño. 3) Redes Mixtas: Son sistemas conectados mediante redes abiertas y cerradas.

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Procedimiento Método de Hardy-Cross

1) Dividir la red cerrada en un número tal de circuitos cerrados que asegure que cada cañería esté incluida al menos en un circuito.

2) Asumir una distribución inicial de caudales para todas las cañerías de la red de modo que en cada nodo la sumatoria de caudales sea nula. Es decir, todo el caudal que llega a cada nodo tiene que ser igual al que sale de éste.

3) Calcular el valor de las pérdidas regulares para cada tubería de acuerdo con la ecuación de pérdidas regulares escogida.

4) Determinar la suma de las pérdidas en cada circuito.

5) Calcular el valor de las pérdidas/Q

6) Determinar la corrección ∆Q a aplicar a cada flujo asumido en 2), en cada circuito, usando la expresión

ΔQ = −Pérdidas∑

m PérdidasQ∑

7) Corregir los caudales usando Qi =Qi−1 +ΔQ

Nota: Para cañerías pertenecientes a dos circuitos se debe realizar más de una corrección.

8) Repita el procedimiento hasta que se obtenga la precisión de balance deseada.

Tabla 1. Formulas para la determinación de las pérdidas en tuberías Fórmula Dhf R m

Darcy-Weisbach

8 fLπ 2D5g

Q2

8 fLπ 2D5g

2

Blasius L1253D44.75 Q

1.75

L1253D44.75

1.75

Hazen-Williams 10.67LCH1.85D4.87 Q

1.85

10.67LCH1.85D4.87

1.85

Manning 10.31n2LD5.33 Q2

10.31n2LD5.33

2

Ludin 0.00095LD4.9 Q1.85

0.00095LD4.9

1.85

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Ejercicio de Red Cerrada Para la red de la figura determine la distribución de caudales y verifique si la red proporciona las presiones mínimas requeridas en los nodos F y D.

A B

F E

C

D

90 l/s

60 l/s30 l/s

Datos y consideraciones:

Dimensiones

Tramo L (m) D (mm)

AB 600 254

BC 600 203

AF 900 229

FE 600 152

BE 900 152

ED 600 203

CD 900 152

Imprecisión de cierre: 0,5 m

Cotas y presiones requeridas:

Nodo Cota (m) Presión (mca)

A 50 30 (disponible)

F 40 28 (requerida)

D 45 20 (requerida)

Suponga que para las cañerías es válida la ley de Hazen-Williams con CH = 100.