Redes Ramificadas 1

8/18/2019 Redes Ramificadas 1

1/6

(Tomado de: González Fariñas, J. E. (1999). Hidráulica de Fuentes Ornamentales. ISBN84-699-1555-X.)

5. REDES DE TUBERÍAS EN FUENTES

5.1 Criterios de trazado de las redes en fuentes.Una fuente, según su complejidad, puede estar constituida por una sola red o por variasredes independientes.

Cuando se plantea emplear diferentes agrupaciones de surtidores como, por ejemplo, parauna fuente que combine uno o varios anillos independientes, chorros aislados, etcétera, sesuelen emplearse redes distintas para cada conjunto de boquillas. Esto independiza laoperación y el mantenimiento de las diferentes partes de la fuente y permite emplearvalores más racionales para los diámetros de las tuberías y los tamaños de los equipos de bombeo. Ver figura 3.26 Fuente central del Parque García Sanabria en Santa Cruz deTenerife.

Figura 3.26 Fuente central del Parque García Sanabria en Santa Cruz de Tenerife. Nóteselas dos redes de tuberías independientes. (Foto del autor).

Las redes de tuberías pueden ser ramificadas (como las ramas de un árbol) y malladas(cerradas). Las redes malladas requieren mayores longitudes de tubería y su cálculo esrelativamente más complejo que las redes ramificadas equivalentes. La ventaja de las redescerradas es que el agua puede llegar a un surtidor a través de varios caminos lo que posibilita emplear menores diámetros y tener la seguridad de que la red se mantendrá enservicio aún con una avería en alguna de sus partes.

Redexterior

Redinterior

Líneas de impulsión

Boquilla


2/6

6. REDES RAMIFICADAS.

6.1 Generalidades

Una red ramificada, desde el punto de vista topológico, es decir, de la forma de conexión desus elementos, es aquella en que el camino entre el punto de suministro y cada punto deentrega es único. Ver Figura 3.27 Ejemplo de red ramificada.1.

FC

BG H

A EI

DFigura 3.27 Ejemplo de red ramificada.

2. En las redes ramificadas, la relación entre el número de nudos (N) y el número decaminos, líneas o tuberías (T) es: T = N – 1, es decir, hay un número de tuberías igual alnúmero de nudos menos uno.En lo anterior se entiende como nudo un punto de bifurcación de la tubería (punto B dela figura) o un punto de entrada o salida de caudal (puntos A, C, D,...H e I).

3. El sentido de circulación queda definido por el nudo de entrada.

4. Se debe cumplir, en cada nudo, que Q = 0. La ecuación anterior es la expresión del principio de conservación de la masa. Permite obtener los caudales de las tuberías de lared. A continuación se exponen, a modo de ilustración, los siguientes casos :

-Nudo de unión entre dos tramos de tubería. Ver figura 3.28.

Q1 Q2

Convenio de signos, en los esquemas: gastoentrante (+) y gasto saliente(-)

Q1 - Q2 = 0; Q1 = Q2. Figura 3.28.Ejemplo de nudo sencillo.


3/6

-Nudo con salida (boquilla). Ver figura 3.29.

q

Q1 Q2

Q1 - Q2 - q = 0; Q1 = Q2 + q

Figura 3.29.Nudo con salida (boquilla).

-Nudo con tres líneas y salida (boquilla). Ver figura 3.30.

q Q3

Q1 Q2

Q1 - Q2 + Q3- q = 0; Q1 = Q2 + q - Q3

Ver figura 3.30. Nudo con tres líneas y salida.

5. Los diámetros de cada tubería (Di) se obtienen a partir de fijar el valor máximo develocidad permisible y del caudal que circula por cada una.

Di = [ (4 Q)/ ( v perm.)] 0.5 (34)

El valor de v perm se suele fijar en el intervalo 2 a 3 m/ s para redes de pequeña longitud,como es el caso de las redes empleadas en fuentes ornamentales. Si se emplean boquillas iguales y se desea que las diferencias en la altura y /o alcance de los chorrossea mínima, por razones estéticas, se debe reducir la velocidad permisible a v perm = 0.4a 0.5 m/s. Finalmente, en este último caso, se debe comprobar que la pendiente de larasante piezométrica es suficientemente plana para lograr la mayor “uniformidad” delos chorros. No se recomiendan valores inferiores a 0.4 m/s por los problemas que se pueden presentar por sedimentaciones en el interior de las tuberías.

6. Las pérdidas de carga totales en cada camino (hf ) se pueden obtener a partir de lascaracterísticas de sus tuberías y accesorios (K tramo) y del caudal Qi.

hf A-I = hf A-B + hf B-C + ... hf HI K tramo Q i n. (35)


4/6

7. La carga a presión, en cada nudo, (p/)i, se puede obtener, directamente, con laaplicación de la ecuación de Bernoulli entre dos nudos consecutivos o, entre el nudoinicial, y aquel cuya carga a presión se desea conocer.

Ejemplo: Obtener la expresión para la carga a presión del nudo C, (p/)c, figura 3.31.

Aplicando Bernoulli: (p/) a + Z a + (V2a/ 2g) =(p/ ) c + Z c + (V2c/ 2g) + hfa-c.

Despejando: (p/) c = [(p/ ) a + Z a + (V2a/ 2g) ] - [Z c + (V2c/ 2g) + hfa-c]

6.2 Redes ramificadas en fuentes ornamentales. Particularidades.

a. Se adoptan como valores, inicialmente, los datos de las cargas a presión (p/)requeridas por las boquillas o surtidores ubicados en los extremos de cada camino otrayectoria.En la figura 3.31, se adoptan, inicialmente, los valores de la carga a presión para los

nudos D, F e I.(p/ )F

FC

B G(p/ )D

E (p/ )I HA D

I

Figura 3.31 Ejemplo de red ramificada

b. Se calcula, para cada trayectoria, la carga a presión que se requiere que tenga el nudo deentrada de la red. Se tendrán tantos valores de carga a presión requerida en dicho puntode entrada como ramales existan en la red. Se adopta, finalmente, para el nudo deentrada, el valor máximo entre los anteriores.


5/6

Para el ejemplo de la red de la figura 3.31:

Según camino ABD:(p/ )A = [(p/ )D + ZD + (V2D/ 2g) ] - + [Z A + (V2A/ 2g) - hfa-d]

Según camino ABCEF:(p/ )A = [(p/ )F + ZF + (V2F/ 2g) ] - + [Z A + (V2A/ 2g) - hfa-f ]

Según camino ABCEGHI:(p/ )A = [(p/ )I + ZI + (V2I/ 2g) ] - + [Z A + (V2A/ 2g) - hfa-i]

Finalmente, se adopta:[(p/ )A]elegido = MÁX [(p/ )A ] (36)

c. La elección de (p/)máx. en el punto de entrada de la red representa, para los nudos

intermedios de los diferentes ramales, un exceso de presión. Dicha sobre presión puedeser disipada, mediante válvulas, en los ramales que tienen excesos de presión y,casuísticamente, en la entrada de los surtidores, para garantizar las condiciones defuncionamiento previstas.

d. La sobrepresión de los nudos intermedios se puede minimizar siempre que sea posibleadoptar alguna de las medidas siguientes:

1). Disponer el menor número de boquillas en cada ramal. El caso extremo sería unsurtidor por ramal. Ver figura 3.32.

D CE

A BFigura 3.32 Red ramificada radial.


6/6

2). Trazar la red de tal forma que, en cada camino, las boquillas que requieran mayorcarga a presión estén más próximas al punto de entrada. Ver figura 3.33.

D

A CEsquema, en planta, del ramal A-D-C.

(p/ )A

(p/ )D (p/ )C

A D CRasante piezométrica del ramal A-D-C.

Figura 3.33 Red con boquillas diferentes, ordenadas en orden descendente de surequerimiento de carga a presión.

3). Determinar los diámetros de los tramos, entre surtidores, de un mismo ramal, a partirde considerar una diferencia de carga a presión entre las boquillas que no repercuta enun efecto visual sensible al observador.

Redes Ramificadas 1

Documents

Transcript of Redes Ramificadas 1