Ebook calculo de instalaciones comerciales e industriales

GRUPO HAms CONSTRUCTORES

Capacitación Para Afiliados

GUSTAVO L SERNA P

1

E-book Gratuito

Calculo de Instalaciones

Comerciales e Industriales

Guia Practica Para Calcular Redes De Gas Utilizando

La formula De MUELLER

Este libro electronico es parte de los recursos de capacitacion

para nuestros afiliados. Puede afiliarse para acceder a

capacitacion gratuita.

http://constructoresgrupohams.blogspot.com/

Algunos enlaces dentro de este libro se refieren a información que

contiene el mismo y ayudan a la ubicación de temas leídos o por leer;

otros enlaces están dirigidos hacia la web por lo cual le sugerimos estar

conectado a internet mientras lo estudia.




GUSTAVO L SERNA P

2

En este manual aprenderás a…..

Esquema tridimensional o isométrico

Tramos

Potencias de los equipos

Caudal o consumo

Accesorios

Longitud real

Longitud equivalente

Longitud total

Presión inicial

Parámetros de Control

Formula de MUELLER

Proceso de cálculo

ESTE LIBRO EN VIDEOS

VIDEO 1/VIDEO 2/VIDEO3/VIDEO4/VIDEO5/CALCULO EN 5 MINUTOS/

CALCULO DE 33 TRAMOS EN 5 MINUTOS

© 2011. D.R. Todos los Derechos Reservados.



http://calculogas.blogspot.com/2011/07/instalaciones-gas-calculo-parte-1.html





http://calculogas.blogspot.com/2011/08/calculo-red-comercial-en-menos-de-5.html

http://calculogas.blogspot.com/2011/08/calculo-rapido-de-una-red-de.html




GUSTAVO L SERNA P

3



En este manual aprenderás a…..

1 Calcular instalaciones comerciales e industriales para suministro de gases

combustibles

2 Calcular acometidas y líneas de polietileno

3 Calcular Montantes y líneas matrices.

Los cálculos de estos tipos de instalaciones siguen los mismos lineamientos.

Este manual aplica para calculo de sistemas abiertos con la formula de

MUELLER para presiones mayores a 70 milibares.

En este manual aprenderás a…../Esquema tridimensional o isométrico/Tramos

/Potencias de los equipos/Caudal o consumo/Accesorios/Longitud real/Longitud

equivalente/Longitud total/Presión inicial/Parámetros de Control/Formula de

MUELLER/Proceso de cálculo



GUSTAVO L SERNA P

4



Esquema Tridimensional o Isométrico

Antes de empezar debes conocer que para elaborar un esquema tridimensional

debes:

Haber elaborado la vista en planta del sitio donde se hará la instalación

Haber tomado las medidas del sitio

Haber realizado el trazado o ruta de la tubería.

Luego de haber hecho todo lo anterior procedes a dibujar el esquema

tridimensional.

Un esquema tridimensional o isométrico es la representación en tres

dimensiones de la tubería de gas







GUSTAVO L SERNA P

5

Los cuadros rosados donde aparecen los simbolos E1, E2 Y E3 representan la

ubicación de los equipos que consumiran el gas de la instalacion.Un ejemplo

de esos equipos se representa en las figuras que aparecen a continuacion.

E1 E2 E3







GUSTAVO L SERNA P

6

Estos son equipos comerciales cuyas potencias son 25, 15 y 20 kw (kilovatios)

respectivamente.

En un esquema tridimensional se incluye lo siguiente:

Centro de medición

Afiliados GRUPO HAms CONSTRUCTORES

Válvulas








GUSTAVO L SERNA P

7

Tramos de tubería

En la imagen están representados con diferentes colores

(observar el esquema al principio)









GUSTAVO L SERNA P

8

Longitudes de tubería

A cada tramo se le coloca la longitud

Simbolos

Las letras se utilizan para simbolizar los tramos de la tubería.









GUSTAVO L SERNA P

9

Además de lo que hemos especificado anteriormente, en los esquemas

tridimensionales se deben colocar los diámetros de tubería, los cuales se

colocan una vez se haya hecho el cálculo respectivo.

NOTA: recuerde que el calculo se realiza precisamente para obtener los

diámetros de los tramos de tubería.

Como se observa los esquemas tridimensionales o isométricos están

conformados por líneas inclinadas.las cuales deben tener un ángulo de 30

grados respecto a la horizontal

VIDEO 1








GUSTAVO L SERNA P

10



Tramos En Un Esquema Tridimensional







GUSTAVO L SERNA P

11

Los tramos se seleccionan de acuerdo con la cantidad de gas que van a

transportar; en el esquema que se muestra es claro que el tramo de color

amarillo, debe transportar todo el gas que se consumira; si anlizamos el tramo

verde, este solo transporta el gas que se consumira en el equipo (E2).El tramo

gris por su parte, transporta el gas que sera utilizado en los equipos 1 y 3 (E1 y

E3).

Como conclusion los tramos en un esquema tridimensional se definen de

acuerdo con la cantidad de gas que transportan.

En la figura siguiente se muestran los tramos con colores y su correspondiente

simbologia; ademas se incluye la tabla que debe elaborarse para llevar a cabo

lo calculos









GUSTAVO L SERNA P

12



Potencia De Los Equipos a Gas

La potencia de los equipos a gas viene dada por cada fabricante del equipo, sin

embargo esta potencia que se puede leer directamente de la placa del equipo,

no es la potencia que se utiliza para el diseño de la instalacion; existe un

parametro denominado potencia de diseño el cual es un valor de potencia

mayor que la potencia del equipo con el fin de realizar un calculo confiable de

modo que de cierta manera se puedan tener en cuenta tanto inprevistos como

previsiones a futuro es decir deja la posiblidad de instalar un equipo de mayor

potencia en el caso de que asi se requiera.

En el esquema se observa parte de la tabla que se elabora cuando se diseña

una instalacion de gas combustibles.

Para el esquema se ha tomado el tramo T1-E2; este tramo conduce le gas

que consumira el equipo E1 cuya potencia es de 15 kw.







GUSTAVO L SERNA P

13

En la tabla se indica la columna de la tablas donde se ubican las potencias de

los tramos.El ejemplo que hemos tomado es el tramo de color verde que

aparece en la tabla con el mismo color.

VIDEO 2








GUSTAVO L SERNA P

14



Caudal De Gas Que Circula Por Un Tramo

Analicemos ahora la cantidad de gas que cIrcula por el tramo amarillo (tramo

principal o tramo CM-T1)

Cuando se quema 1 metro cubico de gas natural (en este ejemplo el que se

utiliza en la ciudad de medellin),se generan 9,315 kwhr de calor(o sea el poder

calorifico inferior del gas natural es 9,315kwhr/m3) esto es suficiente para

hervir 110 litros de agua; tambien podriamos afirmar que con 1 metro cubico

de gas se pueden hervir 110 litros de agua









GUSTAVO L SERNA P

15

1 metro cubico( 1m3) de un fluido es la cantidad de fluido que cabe en un

tanque cubico en el cual cada lado mide 1 metro.

La potencia se define como la cantidad de energia que una maquina es capaz

de generar en un determinado tiempo; en el caso de un quemador es la

cantidad de calor que genera en un determinado tiempo.

Si un quemador produce 10kwhr en una hora su potencia es de

10kwhr/1hr=10kw.

El caudal de gas se calcula dividiendo la potencia de un quemador entre el

poder calorifico.

Para el ejemplo en cuestion el caudal o consumo de gas se calcula asi:

CAUDAL=POTENCIA/PODER CALORIFICO

=10kw/9,315kwhr/m3=1,073m3/hr









GUSTAVO L SERNA P

16

Según el esquema el tramo amarillo transporta todo el gas de la instalacion o

sea el gas para los equipos 1,2 y 3 (E1<E2 yE3) cuya potencia total suma

60kw (mirar esquema), por lo tanto el cauadal que circula por el tramo amarillo

es:

CAUDAL=POTENCIA/PODER CALORIFICO

=60kw/9,315kwhr/m3=6,441m3/hr

Si observa el esquema el tramo verde transporta el gas para el equipo 2 el

caudal se calcularia cambiando 60kw por 15kw ( que es la potencia del

equipo2)

En la tabla aparece la columna con los datos de caudal calculados.

VIDEO 3








GUSTAVO L SERNA P

17



Accesorios

Codos a 90 y codos a 45

Se define como codo a 90 grados un codo normal bien sea de cobre de acero o

de cualquier material, esta denominacion sirve para asignar un valo de longitud

equivalente para el calculo de la caida de presion como lo veremos

posteriormente.

Un codo a 45 grados es un codo con curvatura suave o que comunmente se

conoce como medio codo al igual que el codo a 90 grados se le dara un valor

de longitud equivalente para el calculo de caida de presion; lo mismo ocurre

para la TEE a 90 grados y la tee a 180 o comunmente llamada tee a flujo.









GUSTAVO L SERNA P

18

Tee a 90 y tee a 180 (tee a flujo)

Puede obserbar en la tabla, el recuadro rojo grande donde aparecen los accesorios para cada

tramo.









GUSTAVO L SERNA P

19



Longitud Real De Tubería

En la figura observamos el tramo T1-E2. La longitud real de cualquier tramo se

obtiene sumando las longitudes de las secciones que componen el tramo tal

como se observa en el esquema.







GUSTAVO L SERNA P

20

En la tabla se muestra el recuadro azul con las longitudes reales de tuberia.







GUSTAVO L SERNA P

21



Longitud Equivalente

La longitud equivalente es un artificio que convierte cambios de direccion en el

sistema de tuberias a perdidas de presion.

Para calcular la longitu equivalente se utiliza la siguiente relacion:

Para calcular la longitu equivalente se tiene en cuenta el numero y tipo de

accesorios. (como se vio anteriormente en ACCESORIOS)









GUSTAVO L SERNA P

22

En el esquema se observa resaltado con color azul que hay 1 TEE A 90

en el tramo T1-E2; esto es lo que se considera N en la formula de

longitud equivalente.

La parte correspondiente al equivalente del accesorio Eq (mirar formula), se

encuentra en la siguiente tabla:







GUSTAVO L SERNA P

23

De modo que para el caso que nos ocupa 1 TEE A 90 en el tramo

T1-E2 el valor de Eq es 60.

Si por otra parte iniciaramos los calculos con tuberia de acero al carbon SCH

40 de media pulgada de diametro o sea 15,80mm, entonces tendriamos que en

la formula D=15,80.

Al aplicar la formula tendremos la longitud equivalente debida a la T a 90:

L equiv T1-E2=1*60*15,80/1000= 0,9480 metros







GUSTAVO L SERNA P

24

En el mismo trano T1-E2 observamos 4 codos a 90; los cuales aperecn en la

figura como puntos azules.


Por lo tanto tendremos:

N=5

Eq=30

D=15,80

Realizando calculos se tiene la longitud equivalente debida a los 4 codos a 90:

L equiv T1-E2=5*30*15,80/1000= 2,37 metros








GUSTAVO L SERNA P

25

Al sumar las dos longitudes equivalentes tendremos la longitud equivalente

total para el tramo T1-E2

L equiv total T1-E2= 0,9480 metros+2,37 metros

=3,318 metros









GUSTAVO L SERNA P

26



Longitud Total

La longitud total es simplemente la suma de la longitud real y la longitud

equivalente para cada tramo

VIDEO 4








GUSTAVO L SERNA P

27



Presión Inicial En Un Tramo

La presion al inicio del tramo principal debe seleccionarse de acuerdo con la

longitud del tramo; para tramos lasrgos es preferible un valor de presion mayor

que cuando se tienen tramos cortos.

Observe en la figura que despues de que el gas ha recorrido el medidor se

coloca un manometro que mide la presion; esta presion es P1 cuyos valores

leidos en el manometro pueden ser:







GUSTAVO L SERNA P

28

100 mbar,149 mbar,350 mbar,700 mbar, 1000 mbar 0 1380 mbar; estos valores

son llamados tambien presiones de medicion y son avalados o no, por la

empresa distribuidora de gas del lgar.







GUSTAVO L SERNA P

29



Parámetros De Control En El Cálculo De

Tuberías

Parametros de control en los calculos de tuberia

Despues de haber realizado todos los pasos anteriores,llegamos al punto en el

cual se debe aplicar la formula de mueller para realizar el calculo del diametro

de tuberia, de tal manera que se cumplan 2 condiciones:

Condicion 1: la caida de presion para cada tramo no debe ser superior al

10%

Condicion 2: la velocidad no debe superar un valor maximo para evitar

vibraciones (posibles daños) en el sistema de tuberias. Tomaremos un

valor limite de 20 m/s









GUSTAVO L SERNA P

30



Formula de Mueller

La formula de mueller tal y como la vamos a utilizar tiene la siguente forma:

Como puede observar la expresion incluye presiones al inicio y al final de cada

tramo, P1 y P2; caudal o consumo de gas para cada tramo Q; gravedad

especifica del gas G, diamtero de tuberia D y longitud total de cada tramo L.







GUSTAVO L SERNA P

31

El metodo de calculo consiste en determinar el diametro de la tuberia de tal

modo que se cumplan las 2 condiciones establecidas con anterioridad.

Si usted ha seguido detenidamente este manual observara que los datos que

hemos calculado y registrado en la tabla son precisamente los que

necesitamos para el calculo.Revisemos de nuevo la tabla

Los campos que faltan son:

La columna correspondiente a los DIAMETROS; ya sabemos que de eso se

trata el calculo.

La columna que esta encabezada como P1. El calculo comienza con una

presion P1 previamente establecida para el tramo principal.

La columna que esta encabezada como P2. Esta se calcula con la formula

como veremos en un ejemplo.

La columna encabezada como %.Esta columna tiene que ver con la condicion1

La columna encabezada con V , la cual hace referencia a la condicion 2 y se

refiere a velocidad.









GUSTAVO L SERNA P

32



Proceso De Cálculo

Los datos que tiene la tabla, se han realizado bajo las siguientes condiciones::

Tipo de gas: gas natural

Poder calorifico inferior: 9,315 kwhr/m3

Gravedad especifica 0,6

Presion inicial o sea P1 para el tramo principal: 140 milibares.

Potencia total: 60kw.

Realicemos el calculo del diametro para el tramo principal, aplicando la formula

de mueller. Encontraremos los valores que estan fuera de la tabla.






Retomemos la formula de mueller:




GUSTAVO L SERNA P

33

Proceso de calculo

Paso 1:Con la potencia y el poder calorifico calculo el caudal o consumo

Paso 2: asumo un diametro de tuberia para realizar el calculo.

Paso 3:con los accesorios calculo la longitud equivalente.

Paso 4: encuentro la longitud total sumando la longitud equivalente con al

longitud real

Paso 5: a partir de la presion inicial 140 milibares (presion manometrica) hallo

la presion absoluta que es la suma de la presion manometrica mas la presion

atmosferica. Para el caso de medellin tenemos presion atmosferica de 850

milibares. Por lo tanto la presion absoluta nos da 140 milibares+850

milibares=990 milibares.







GUSTAVO L SERNA P

34

Paso 5: convierto 990 milibares en bares ya que la formula de mueller esta

dada para esta unidad. Obtenemos 0,99 bares

Paso 6: calculo P2

Paso 7:verifico que la caida de presion sea inferior al 10%

Paso 8:verifico que la velocidad calculada sea menor que 20 m/s

Si al verificar los pasos 8 y 9 se cumplen las condiciones, entonces el diametro

de tuberia que supuse es correcto, de lo contrario, tengo que asumir otro

diametro de tuberia mayor y repetir el proceso.

El proceso anterior se hace para cada tramo.

VIDEO 5

CALCULO EN 5 MINUTOS

CALCULO DE 33 TRAMOS EN 5 MINUTOS

Este libro electronico es parte de los recursos de capacitacion

para nuestros afiliados. Puede afiliarse para acceder a

capacitacion gratuita.


[email protected]


http://calculogas.blogspot.com/2011/08/calculo-red-comercial-en-menos-de-5.html

http://calculogas.blogspot.com/2011/08/calculo-rapido-de-una-red-de.html


BPMN%20MUELLER/SISTABI%20OTROS/SISTABI%20EBOOK%20EN%20PROCESO/[email protected]



GUSTAVO L SERNA P

35

Ebook calculo de instalaciones comerciales e industriales

Technology

Transcript of Ebook calculo de instalaciones comerciales e industriales