Problemas de Abastecimiento - Upt - Tacna

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNAFACULTAD DE INGENIERIA – ESCUELA PROFESIONAL INGENIERÍA CIVIL

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNAFACULTAD DE INGENIERÍAE.P. INGENIERÍA CIVIL

CURSO: ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO.

TEMA: PROBLEMAS RESUELTOS DE LINEAS DE CONDUCCION, LÍNEAS DE ADUCCIÓN, LINEAS DE IMPULSION, RESERVORIO, POBLACIÓN FUTURA, ALCANTARILLADO.

Docente: Ing. Rubén Ramos Hume Página 1



EJERCICIOS RESUELTOS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

Problema 1.-Hallar el diámetro y la perdida de carga de la línea de conducción para la siguiente figura. Que cuenta con los siguientes datos:

segltQdiseño 1.2=

mL 380=

Cota de captación= 2500 m.s.n.m

Cota de reservorio= 2450 m.s.n.m

140=c

SOLUCION

Hallando ""S

1316.0380

24502500)(Recot)(cot =−=−=L

servorioacaptaciónaS

Ahora hallando ""D

38.0

54.0

338.0

54.0 1316.01002785.0

101.2

2785.0

=

=

−

xx

x

xCxS

QD

"6 1.11.40 4 1.0 ≡≡= c mmD




Considerandodo "2=D sm

x

xx

A

QV /04.1

)0508.0(

101.242

3

===−

π

Considerandodo "5.1=Dsm

x

xx

A

QV /84.1

)0381.0.0(

101.242

3

===−

π

∴Tomando el diámetro comercial: "" 261.1 ≡≡D

Luego comprobando con el nuevo diámetro

mc mD 0 5 0 8.00 8.52" ≅≅≅Corrigiendo “S”

85.1

63.2

385.1

63.2 0508.01402785.0

101.2

2785.0

=

=

−

xx

x

xCxD

QS

0251.0=S

mxSxLh f 54.93800251.0 ===

Problema 2.-Hallar el nivel del fondo del reservorio y el diámetro de la tubería de aducción para obtener una presión en el punto A de 30 m. Considerando los siguientes datos:

smQ /4.0 3=100=C




Solución

smQ /4.0 3=mL 500=?¿−=D

mL 500=

Aplicando Bernoulli entre “B” y “A”

fAA

ABB

B hg

VPZ

g

VPZ +++=++

22

22

γγ

fA

AB hP

ZZ ++=γ ……………….(1)

i) Asumiendo V=1.5 m/s

"8.2258.050.1

40.044 ==== mx

x

xV

xQD

ππ

Tomando el diámetro comercial: mc mD 6 0.06 02 4" =≡≡Entonces: sm

xx

AQ

V /41.160.040.04

2===

πCalculando la pendiente ""S

85.1

63.2

85.1

63.2 60.01002785.0

40.0

2785.0

=

=

xxxCxD

QS

00468.0=SLuego: 500000468.0 xSxLh f ==

mh f 40.23=

ii) Asumiendo D=700 mm=28”

Luego smxx

AQ

V /04.170.040.04

2===

π85.1

63.2

85.1

63.2 70.01002785.0

40.0

2785.0

=

=

xxxCxD

QS

00221.0=S




Luego: 500000221.0 xSxLh f ==

mh f 05.11=

Reemplazando en (1)

∴ mZB 15.14205.1110.131 =+= m05.4110.10115.142 =− más por encima del punto A

Estará el nivel del fondo del reservorio.

Problema 3.-Se va a realizar un proyecto de abastecimiento de agua para una urbanización que cuenta con 760 lotes (considerar dotación 250 lt/hab./dia, 3.11 =K y densidad es 7). Se desea:

a) El volumen del reservorio a construirseb) El caudal a bombear , si tendrá un régimen de 24 horas de bombeoc) El equipo de bombeo a usar, si el material será PVC(C=140)d) Que ocurre cuando NPSHd>NPSHr

1) Válvula de retención liviano

2) Codo 90º radio largo

3) Válvula compuerta

SOLUCIÓN

a) Hallando PQ :

86400

cióniseñoxDotaPoblaciónDQP =




7760# xidadlotesxDensiseñoPoblaciónD ==.5320HabiseñoPoblaciónD =

86400

2505320 xQP =

• Hallando el volumen del reservorio ( RV )

321 VVVVR ++=

RESERVANDIOCONTRAINCEREGULACIÓNR VVVV ++=

• Hallando ( 1V )

PxQV 25.01 =

lt

mx

dia

segx

seg

ltxV

1000

1

1

8640039.1525.0

3

1 =

3

1 4.332 mV = segltV /3324241 =• Hallando ( 2V )Como en este caso la población es < 10 000, entonces no consideramos volumen contra incendio.

02 =V

• Hallando ( 3V )

)0424.332(33.0)(33.0 213 +=+= VVV

33 70.109 mV =

Entonces reemplazando en:

321 VVVVR ++=70.1090424.332 ++=RV

310.442 mVR =b) Calculando el caudal a bombear ( BQ )

BmdB TxQQ

24=

• Calculando el caudal máximo diario ( mdQ )

Pmd xQKQ 1=39.153.1 xQmd =segltQmd /012.20=

∴24

24012.20 xQB =

segltQB /012.20=

c) Calculando el equipo de bombeo a usar:segltQB /012.20= , PVC(C=140)

• Cálculo de los diámetros Tubería de impulsión

Bi QxXD 4/13.1=

24

24

24== BTX




1=X

Luego: "3 7.71 8 3 9.01 8 3 9.00 2 0 0 1 2.03.1 ==== xDi )

)200("8 mmDi =

A

QVi =

sm

x

x

A

QVi /64.0

70.01416.3

020012.042

===

Tubería de succión

Se toma un diámetro mayor que el de impulsión

)250("10 mmDSUCCION =

sm

x

x

A

QVS /41.0

250.01416.3

020012.042

===

segltQB /012.20= , PVC(C= smVS /41.0= (¡NO CUMPLE! )

Por lo tanto tomamos:

)150.0("6 mDIMPULSIÓN

=

)200.0("8 mDSUCCION = Sumergencia

1.05.2 +=

SUCCIÓNDS

1.02.05.2 += xS 6.0=S

• Cálculo de la altura dinámica total ( DTH ) Altura estática total =Hs+Hi Hi=38 m Hs=5 m Altura estática total=43 m

Perdida en la succión ( "8=D s )

Viendo la tabla para encontrar las perdidas de longitud equivalentes para "8=D s , tomamos:

- Válvula de pie con coladera ………………….……52

- como 90º radio largo ……………………………..…4.30

- Longitud tubería recta.............… 0.6+0.5+5 =6.10

Longitud equivalente total : m4.62

SxLh f =

00206512.020.01402785.0

020012.0

2785.0

85.1

63.2

85.1

63.2=

=

=

xxxCxD

QS




4.62002065.0 xSxLh fsuccion ==

1289.0=fsuccionh

Perdidas en la impulsión ( "6=impulsionD )

-Válvula de retención liviana………………………………………..12.5-Válvula compuerta………………………………………………….…..1.10-Codo 90º radio largo……………………………………………………20.40Longitud tub. Recta ……1+62.4+90+1+37.2+0.2+0.1........192.80 Longitud equivalente total: 214.30

SxLh f =

0084.0150.01402785.0

020012.0

2785.0

85.1

63.2

85.1

63.2=

=

=

xxxCxD

QS

3.2140084.0 xSxLh fsuccion ==mh fsuccion 80.1=

• Altura de velocidad de descarga

?¿2

2

−−−=g

Vd

Hallando la velocidad de descarga ( dV )

)150.0("6 mDimpulsion =sm

x

x

A

QVi /13.1

150.01416.3

020012.042

===

smVi /13.1=smVV id /13.1==

81.92

13.1

2

22

xg

Vd =

0651.02

2

=g

Vd

Encontramos la altura dinámica total ( DTH )

DTH =Altura estática total+ perdidas de succión + perdidas de impulsión + altura de velocidad

de descarga.0651.07941.11289.043 +++=DTH

mHDT 988.44=Con los valores de mHDT 988.44= y sltQB /012.20=

HPxxxxQxH

pot DT 1275

4510012.20)1000(

75

)( 3

===−γ

d) Si dd NPSHNPSH > entonces no se produce el fenómeno de cavitación




Problema 4.- La tubería que sale de un reservorio hacia la red de distribución lleva un gasto de

min1024.3 36 cmx a una población a la que se le considera una dotación de diahablt /./150

y los coeficientes máx. diario y máx. horario son 1.3 y 1.8 respectivamente. Se quiere saber el # de lotes que tiene, si se considera una densidad poblacional de 6.

SOLUCIÓN Hallando mhQ en lt/s, ya que el gasto que sale del reservorio hacia la red es mhQ

33

3

3

36

100

1

1

1000

60

min1024.3

cm

mx

m

ltx

segx

mim

cmxQmh =

sltQmh 54=

dmh QKQ 2=

2K

QQ mh

d = pd QQ =

8.1

54=dQ

sltQd 30=

86400

# iónidadxDotaclotesxDensQd =

86400

1506#30

xlotesx=

loteslotes 2880# =

Realice el diseño de las pendientes del siguiente sistema de alcantarillado.

SOLUCIÓN




1 00 0

)(0 00 mxLS

H =

Asumiendo 0 00

m in 1 0=STramo 1-2

∴ mx

H 80.01000

8010 ==

Como no cumple con la altura de buzón en el punto 2

Entonces:

Corrigiendo la pendiente

00025

080.08.968.98 =−=S

Tramo 2-3Como tiene el mismo desnivel y la misma distancia del tramo 1-2

00000.25

080.0

8.948.96 =−=S

Tramo 1-4

00033.33

06.08.968.98 =−=S




Tramo 2-5

00033.33

06.08.948.96 =−=S

Tramo 3-6

00033.33

06.0

8.928.94 =−=S

Tramo 4-5

00000.25

08.0

8.948.96 =−=S

Tramo 5-6

00000.25

08.0

8.928.94 =−=S

FIGURA FINAL


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