anÁlisis dinÁmico de flujos transitorios...

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Estudios de Evaluación, Factibilidad y Diseños Definitivos del Sistema Regional de Agua Potable Esmeraldas ACSAM Consultores 1 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión ANÁLISIS DINÁMICO DE FLUJOS TRANSITORIOS LÍNEA DE IMPULSIÓN DE AGUA POTABLE PLANTA DE POTABILIZACIÓN A TANQUE DE CARGAINTRODUCCIÓN Para la valoración de flujos no permanentes o flujos transitorios de la impulsión de agua tratada de la ciudad de Esmeraldas se utiliza el software de diseño Bentley Hammer V8i mismo que permite la valoración dinámica e integran de las líneas de transmisión de fluidos en general. El cálculo dentro del software se lo realiza por elementos de longitud unitaria estimados sobre la base de la velocidad de transmisión de onda a través del fluido en la tubería y de los intervalos de tiempo establecidos para la modelación. ALCANCE El presente análisis pretende establecer las condiciones críticas de operación de la línea de impulsión principal del sistema de agua potable San Mateo. De igual manera busca establecer las medidas de seguridad más adecuadas para salvaguardar la integridad de la infraestructura. DESCRIPCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA La línea de impulsión objeto del análisis se encuentra constituida por dos baterías de bombeo cada una constituida por 5 bombas (4 en operación y 1 en espera) cada bomba con capacidad de suministrar un caudal de servicio de 400lt/s y una carga Hidráulica dinámica aproximada de 180 mca. Las baterías de bombeo se interconectan a la línea de impulsión de acero de 1200mm de diámetro exterior de 20mm de espesor de pared, la línea se desarrolla en 847m de longitud, desde la cota 12.5 msnm hasta la cota 188.29 msnm. La línea de impulsión descarga de forma libre al tanque de carga que cuenta con una capacidad de 2000 m 3 . Para dotar de servicio continuo al sistema regional de agua potable las solicitaciones de caudal para la línea de impulsión en los escenarios son los que se presenta a continuación: AÑO CAUDAL (m3/s) 2013 1.2 2025 2.4 2040 3.2

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Estudios de Evaluación, Factibilidad y Diseños Definitivos del Sistema Regional de Agua Potable Esmeraldas ACSAM Consultores

1 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

ANÁLISIS DINÁMICO DE FLUJOS TRANSITORIOS LÍNEA DE IMPULSIÓN DE AGUA POTABLE

“PLANTA DE POTABILIZACIÓN A TANQUE DE CARGA” INTRODUCCIÓN Para la valoración de flujos no permanentes o flujos transitorios de la impulsión de agua tratada de la ciudad de Esmeraldas se utiliza el software de diseño Bentley Hammer V8i mismo que permite la valoración dinámica e integran de las líneas de transmisión de fluidos en general. El cálculo dentro del software se lo realiza por elementos de longitud unitaria estimados sobre la base de la velocidad de transmisión de onda a través del fluido en la tubería y de los intervalos de tiempo establecidos para la modelación.

ALCANCE El presente análisis pretende establecer las condiciones críticas de operación de la línea de impulsión principal del sistema de agua potable San Mateo. De igual manera busca establecer las medidas de seguridad más adecuadas para salvaguardar la integridad de la infraestructura.

DESCRIPCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA La línea de impulsión objeto del análisis se encuentra constituida por dos baterías de bombeo cada una constituida por 5 bombas (4 en operación y 1 en espera) cada bomba con capacidad de suministrar un caudal de servicio de 400lt/s y una carga Hidráulica dinámica aproximada de 180 mca. Las baterías de bombeo se interconectan a la línea de impulsión de acero de 1200mm de diámetro exterior de 20mm de espesor de pared, la línea se desarrolla en 847m de longitud, desde la cota 12.5 msnm hasta la cota 188.29 msnm. La línea de impulsión descarga de forma libre al tanque de carga que cuenta con una capacidad de 2000 m3. Para dotar de servicio continuo al sistema regional de agua potable las solicitaciones de caudal para la línea de impulsión en los escenarios son los que se presenta a continuación:

AÑO CAUDAL (m3/s)

2013 1.2 2025 2.4 2040 3.2

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2 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

PLANTEAMIENTO DE ESCENARIOS Con la finalidad de contar con los elementos de juicio suficientes y necesarios para una adecuada selección de las estructuras complementarias de la línea de impulsión se procede a plantear los escenarios que se detallan a continuación

1. Arranque de bombas del sistema de impulsión 2. Apagado de bombas en secuencia 3. Apagado súbito de bombas por fallo de energía

ESCENARIO 1 Arranque El primer escenario no presenta problemas de flujos no permanentes debido a que se mantiene una descarga libre en el tanque de carga, por lo que las condiciones de funcionamiento de la línea de impulsión para esta condición son exactamente iguales a las de operación normal. Cabe recalcar que para la simulación se ha considerado un tiempo de 5 min entre arranque de bombas equivalente al llenado de 0.25m de altura dentro del volumen total del tanque de carga. ESCENARIO 2 Apagado de Bombas en secuencia El apagado del sistema es igual o más importante que la puesta en marcha del mismo. El apagado continuo de las bombas se lo debe realizar de tal manera que se garantice la propagación de la onda por corte de suministro cada bomba antes de proceder con el corte de la siguiente. Es importante considerar para la simulación las características establecidas dentro del presente proyecto para las unidades de bombeo, en lo referente a características técnicas y de operación de las bombas, entre las más relevantes tenemos:

Potencia de cada bomba (P) = 920 Kw

Velocidad de rotación (N) = 1730 rpm

Caudal de descarga punto de máxima eficiencia = 400 lt/s Es importante considerar estos factores para el cálculo de la inercia del conjunto de bombeo al momento del apagado. Bombas con inercias más altas pueden ayudar a controlar los transitorios porque continúan para mover el agua a través de la bomba por más tiempo, ya que poco a poco se desaceleran. A veces se puede agregar un volante para aumentar la inercia total y reducir la velocidad a la que el flujo se ralentiza después de un apagón o de emergencia cerradas: esto es más eficaz para los sistemas cortos que para los sistemas de largo.

Para efecto de cálculo se considera únicamente la inercia de la bomba y del motor, en este sentido para la simulación se asume un momento de inercia para el conjunto de bombeo de 51.65 Kg-m2

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3 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

En este contexto se plantea múltiples iteraciones hasta llevar a un punto en el cual se garantiza una adecuada propagación de la onda. APAGADO DE BOMBAS SECUENCIA DE APAGADO c/2seg

REPORTE DE PRESIONES Y SOBREPRESIONES End Point Upsurge Ratio Max. Pressure

(m H2O) Min. Pressure (m H2O)

Max. Head (m)

Min. Head (m)

P-2:J-1 1.140 209.5 144.1 222.07 156.58

P-2:J-3 1.140 193.1 134.5 218.60 159.89

P-4:J-3 1.140 193.1 134.5 218.60 159.89

P-4:J-4 1.280 70.9 32.2 208.75 169.94

P-6:R-1 1.000 13.1 13.1 13.15 13.15

P-6:PMP-1 2.010 2.0 0.3 14.16 12.49

P-7:PMP-1 1.140 209.6 144.1 222.13 156.56

P-7:J-1 1.140 209.5 144.1 222.07 156.58

P-10:R-1 1.000 13.1 13.1 13.15 13.15

P-10:J-7 2.220 2.2 0.4 14.33 12.57

P-12:J-7 2.220 2.2 0.4 14.33 12.57

P-12:J-8 3.150 3.0 0.1 15.20 12.24

P-14:J-8 3.150 3.0 0.1 15.20 12.24

P-14:J-9 3.620 3.5 -0.1 15.62 12.07

P-16:J-9 3.620 3.5 -0.1 15.62 12.07

P-16:J-10 4.070 3.9 -0.6 16.03 11.53

P-18:J-10 4.070 3.9 -0.6 16.03 11.53

P-18:J-11 4.460 4.2 -0.7 16.38 11.40

P-20:J-11 4.460 4.2 -0.7 16.38 11.40

P-20:J-12 4.900 4.6 -0.7 16.79 11.42

P-21:J-12 4.900 4.6 -0.7 16.79 11.42

P-21:J-5 5.310 5.0 -0.7 17.17 11.43

P-22:J-1 1.140 209.5 144.1 222.07 156.58

P-22:J-13 1.140 209.9 143.9 222.42 156.36

P-24:J-13 1.140 209.9 143.9 222.42 156.36

P-24:J-14 1.140 210.2 143.9 222.75 156.30

P-26:J-14 1.140 210.2 143.9 222.75 156.30

P-26:J-15 1.150 210.4 143.8 223.00 156.29

P-28:J-15 1.150 210.4 143.8 223.00 156.29

P-28:J-16 1.150 210.6 143.9 223.20 156.36

P-30:J-16 1.150 210.6 143.9 223.20 156.36

P-30:J-17 1.150 210.8 143.6 223.39 156.06

P-32:J-17 1.150 210.8 143.6 223.39 156.06

P-32:J-18 1.150 211.0 143.4 223.56 155.84

P-33:J-18 1.150 211.0 143.4 223.56 155.84

P-33:J-6 1.150 211.1 143.2 223.66 155.68

P-34:J-7 2.220 2.2 0.4 14.33 12.57

P-34:PMP-2 2.510 2.5 0.2 14.62 12.35

P-35:PMP-2 1.140 209.9 143.9 222.47 156.32

P-35:J-13 1.140 209.9 143.9 222.42 156.36

P-36:J-8 3.150 3.0 0.1 15.20 12.24

P-36:PMP-3 3.200 3.1 0.0 15.25 12.14

P-37:PMP-3 1.150 210.2 143.8 222.79 156.25

P-37:J-14 1.140 210.2 143.9 222.75 156.30

P-38:J-9 3.620 3.5 -0.1 15.62 12.07

P-38:PMP-4 3.780 3.6 -0.2 15.77 11.97

P-39:PMP-4 1.150 210.4 143.8 223.02 156.21

P-39:J-15 1.150 210.4 143.8 223.00 156.29

P-40:J-10 4.070 3.9 -0.6 16.03 11.53

P-40:PMP-5 4.090 3.9 -0.4 16.04 11.71

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4 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

End Point Upsurge Ratio Max. Pressure (m H2O)

Min. Pressure (m H2O)

Max. Head (m)

Min. Head (m)

P-41:PMP-5 1.150 210.7 143.9 223.24 156.36

P-41:J-16 1.150 210.6 143.9 223.20 156.36

P-42:J-11 4.460 4.2 -0.7 16.38 11.40

P-42:PMP-6 4.570 4.3 -0.6 16.48 11.52

P-43:PMP-6 1.150 210.9 143.6 223.44 156.05

P-43:J-17 1.150 210.8 143.6 223.39 156.06

P-44:J-12 4.900 4.6 -0.7 16.79 11.42

P-44:PMP-7 4.950 4.7 -0.6 16.84 11.58

P-45:PMP-7 1.150 211.0 143.4 223.59 155.80

P-45:J-18 1.150 211.0 143.4 223.56 155.84

P-46:J-5 5.310 5.0 -0.7 17.17 11.43

P-46:PMP-8 5.650 5.3 -0.7 17.50 11.45

P-47:PMP-8 1.150 211.1 143.2 223.68 155.60

P-47:J-6 1.150 211.1 143.2 223.66 155.68

P-48:J-4 1.280 70.9 32.2 208.75 169.94

P-48:FCV-1 1.120 4.3 0.1 192.64 188.36

P-49:FCV-1 2.040 2.1 0.1 190.36 188.35

P-49:T-1 1.070 1.1 1.0 189.36 189.29

P-51:J-6 1.150 211.1 143.2 223.66 155.68

P-51:J-25 1.140 223.4 155.2 223.84 155.52

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN LA ESTACIÓN DE BOMBEO

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN TANQUE DE CARGA

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5 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN LA LINEA DE IMPULSIÓN

APAGADO DE BOMBAS SECUENCIA DE APAGADO c/30seg

REPORTE DE PRESIONES Y SOBREPRESIONES End Point Upsurge Ratio Max. Pressure

(m H2O) Min. Pressure (m H2O)

Max. Head (m)

Min. Head (m)

P-2:J-1 1.220 223.4 131.5 235.97 143.92

P-2:J-3 1.190 200.6 128.3 226.12 153.76

P-4:J-3 1.190 200.6 128.3 226.12 153.76

P-4:J-4 1.300 72.2 31.6 210.01 169.40

P-6:R-1 1.000 13.1 13.1 13.15 13.15

P-6:PMP-1 2.020 2.0 0.4 14.17 12.57

P-7:PMP-1 1.220 223.4 131.5 235.97 143.90

P-7:J-1 1.220 223.4 131.5 235.97 143.92

P-10:R-1 1.000 13.1 13.1 13.15 13.15

P-10:J-7 1.840 1.8 0.2 13.96 12.38

P-12:J-7 1.840 1.8 0.2 13.96 12.38

P-12:J-8 2.440 2.4 0.0 14.51 12.16

P-14:J-8 2.440 2.4 0.0 14.51 12.16

P-14:J-9 3.020 2.9 -0.2 15.05 11.95

P-16:J-9 3.020 2.9 -0.2 15.05 11.95

P-16:J-10 3.460 3.3 -0.5 15.44 11.68

P-18:J-10 3.460 3.3 -0.5 15.44 11.68

P-18:J-11 3.920 3.7 -0.6 15.87 11.51

P-20:J-11 3.920 3.7 -0.6 15.87 11.51

P-20:J-12 4.340 4.1 -1.0 16.26 11.19

P-21:J-12 4.340 4.1 -1.0 16.26 11.19

P-21:J-5 4.670 4.4 -1.0 16.57 11.17

P-22:J-1 1.220 223.4 131.5 235.97 143.92

P-22:J-13 1.220 223.6 131.4 236.18 143.83

P-24:J-13 1.220 223.6 131.4 236.18 143.83

P-24:J-14 1.220 223.8 131.3 236.42 143.74

P-26:J-14 1.220 223.8 131.3 236.42 143.74

P-26:J-15 1.220 224.0 131.2 236.59 143.61

P-28:J-15 1.220 224.0 131.2 236.59 143.61

P-28:J-16 1.220 224.1 131.0 236.72 143.44

P-30:J-16 1.220 224.1 131.0 236.72 143.44

P-30:J-17 1.220 224.2 130.9 236.77 143.31

P-32:J-17 1.220 224.2 130.9 236.77 143.31

P-32:J-18 1.220 224.2 130.8 236.84 143.24

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6 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

End Point Upsurge Ratio Max. Pressure (m H2O)

Min. Pressure (m H2O)

Max. Head (m)

Min. Head (m)

P-33:J-18 1.220 224.2 130.8 236.84 143.24

P-33:J-6 1.220 224.3 130.8 236.93 143.20

P-34:J-7 1.840 1.8 0.2 13.96 12.38

P-34:PMP-2 2.620 2.6 -0.3 14.72 11.86

P-35:PMP-2 1.220 223.6 131.4 236.24 143.79

P-35:J-13 1.220 223.6 131.4 236.18 143.83

P-36:J-8 2.440 2.4 0.0 14.51 12.16

P-36:PMP-3 2.880 2.8 -0.1 14.94 12.05

P-37:PMP-3 1.220 223.8 131.3 236.42 143.70

P-37:J-14 1.220 223.8 131.3 236.42 143.74

P-38:J-9 3.020 2.9 -0.2 15.05 11.95

P-38:PMP-4 3.070 2.9 -0.2 15.09 11.90

P-39:PMP-4 1.220 224.1 131.2 236.67 143.58

P-39:J-15 1.220 224.0 131.2 236.59 143.61

P-40:J-10 3.460 3.3 -0.5 15.44 11.68

P-40:PMP-5 3.470 3.3 -0.5 15.45 11.62

P-41:PMP-5 1.220 224.2 131.0 236.78 143.42

P-41:J-16 1.220 224.1 131.0 236.72 143.44

P-42:J-11 3.920 3.7 -0.6 15.87 11.51

P-42:PMP-6 3.980 3.8 -0.8 15.93 11.36

P-43:PMP-6 1.220 224.2 130.9 236.81 143.29

P-43:J-17 1.220 224.2 130.9 236.77 143.31

P-44:J-12 4.340 4.1 -1.0 16.26 11.19

P-44:PMP-7 4.370 4.1 -1.5 16.29 10.66

P-45:PMP-7 1.220 224.3 130.8 236.90 143.22

P-45:J-18 1.220 224.2 130.8 236.84 143.24

P-46:J-5 4.670 4.4 -1.0 16.57 11.17

P-46:PMP-8 4.960 4.7 -1.2 16.84 10.93

P-47:PMP-8 1.220 224.3 130.8 236.93 143.20

P-47:J-6 1.220 224.3 130.8 236.93 143.20

P-48:J-4 1.300 72.2 31.6 210.01 169.40

P-48:FCV-1 1.110 4.3 1.0 192.61 189.28

P-49:FCV-1 2.430 2.5 0.1 190.75 188.38

P-49:T-1 1.720 1.7 1.0 190.01 189.29

P-51:J-6 1.220 224.3 130.8 236.93 143.20

P-51:J-25 1.210 236.6 142.8 237.04 143.04

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN LA ESTACIÓN DE BOMBEO

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7 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN TANQUE DE CARGA

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN LA LINEA DE IMPULSIÓN

Como se puede ver en la gráfica el apagado en intervalos más cortos genera sub-presiones menores a “0”, sin embargo favorece a laminar la propagación de la onda proveniente del apagado de las otras bombas, mientras que el apagado en intervalos mayores permite la propagación libre del golpe de ariete por apagado de la última bomba. Es importante mencionar que de ninguna el apagado en secuencia de las bombas de una en una genera presiones diámicas mayores a 250 mca.

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8 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

Sin embargo el apagar 2 o más bombas en simultaneo si presenta presiones superiores a los 250 mca por lo que no se recomienda en operación normal el realizar estas manibras. ESCENARIO 3 Apagado súbito de bombas por fallo de energía El apagado súbito del sistema por un fallo de energía representa la condición más crítica de funcionamiento de la línea de impulsión. Es importante considerar para la simulación las características establecidas dentro del presente proyecto para las unidades de bombeo, en lo referente a características técnicas y de operación de las bombas, en este sentido para la simulación se asume un momento de inercia para el conjunto de bombeo de 51.65 Kg-m2 En este contexto se plantea Dos (2) escenarios dentro de esta condición que se detalla a continuación. APAGADO SÚBITO DE BOMBAS POR FALLO DE ENERGÍA SIN VÁLVULA DE SEGURIDAD

REPORTE DE PRESIONES Y SOBREPRESIONES

End Point Upsurge Ratio Max. Pressure (m H2O)

Min. Pressure (m H2O)

Max. Head (m)

Min. Head (m)

P-2:J-1 1.580 290.7 62.1 303.48 74.34

P-2:J-3 1.450 244.7 81.4 270.34 106.77

P-4:J-3 1.450 244.7 81.4 270.34 106.77

P-4:J-4 1.700 94.2 6.0 232.09 143.72

P-6:R-1 1.000 13.1 13.1 13.15 13.15

P-6:PMP-1 1.470 1.5 0.3 13.62 12.49

P-7:PMP-1 1.580 290.8 62.0 303.51 74.28

P-7:J-1 1.580 290.7 62.1 303.48 74.34

P-10:R-1 1.000 13.1 13.1 13.15 13.15

P-10:J-7 2.610 2.6 0.4 14.71 12.57

P-12:J-7 2.610 2.6 0.4 14.71 12.57

P-12:J-8 3.990 3.9 0.1 16.01 12.22

P-14:J-8 3.990 3.9 0.1 16.01 12.22

P-14:J-9 5.130 4.9 -0.2 17.07 11.92

P-16:J-9 5.130 4.9 -0.2 17.07 11.92

P-16:J-10 6.040 5.7 -0.6 17.91 11.53

P-18:J-10 6.040 5.7 -0.6 17.91 11.53

P-18:J-11 6.730 6.4 -0.7 18.53 11.40

P-20:J-11 6.730 6.4 -0.7 18.53 11.40

P-20:J-12 7.180 6.8 -0.8 18.95 11.33

P-21:J-12 7.180 6.8 -0.8 18.95 11.33

P-21:J-5 7.400 7.0 -0.9 19.15 11.23

P-22:J-1 1.580 290.7 62.1 303.48 74.34

P-22:J-13 1.590 291.3 61.6 304.07 73.84

P-24:J-13 1.590 291.3 61.6 304.07 73.84

P-24:J-14 1.590 291.9 61.1 304.62 73.36

P-26:J-14 1.590 291.9 61.1 304.62 73.36

P-26:J-15 1.590 292.4 60.7 305.11 72.95

P-28:J-15 1.590 292.4 60.7 305.11 72.95

P-28:J-16 1.600 292.9 60.3 305.65 72.57

P-30:J-16 1.600 292.9 60.3 305.65 72.57

P-30:J-17 1.600 293.4 60.0 306.13 72.26

P-32:J-17 1.600 293.4 60.0 306.13 72.26

P-32:J-18 1.600 293.8 59.8 306.50 72.04

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9 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

End Point Upsurge Ratio Max. Pressure (m H2O)

Min. Pressure (m H2O)

Max. Head (m)

Min. Head (m)

P-33:J-18 1.600 293.8 59.8 306.50 72.04

P-33:J-6 1.600 294.0 59.7 306.77 71.93

P-34:J-7 2.610 2.6 0.4 14.71 12.57

P-34:PMP-2 2.840 2.8 0.2 14.94 12.35

P-35:PMP-2 1.590 291.3 61.5 304.06 73.78

P-35:J-13 1.590 291.3 61.6 304.07 73.84

P-36:J-8 3.990 3.9 0.1 16.01 12.22

P-36:PMP-3 4.170 4.0 0.0 16.18 12.13

P-37:PMP-3 1.590 291.9 61.0 304.62 73.31

P-37:J-14 1.590 291.9 61.1 304.62 73.36

P-38:J-9 5.130 4.9 -0.2 17.07 11.92

P-38:PMP-4 5.270 5.0 -0.3 17.20 11.83

P-39:PMP-4 1.590 292.4 60.6 305.12 72.87

P-39:J-15 1.590 292.4 60.7 305.11 72.95

P-40:J-10 6.040 5.7 -0.6 17.91 11.53

P-40:PMP-5 6.170 5.9 -0.5 18.03 11.65

P-41:PMP-5 1.600 292.9 60.2 305.67 72.50

P-41:J-16 1.600 292.9 60.3 305.65 72.57

P-42:J-11 6.730 6.4 -0.7 18.53 11.40

P-42:PMP-6 6.880 6.5 -0.6 18.68 11.51

P-43:PMP-6 1.600 293.5 59.9 306.19 72.17

P-43:J-17 1.600 293.4 60.0 306.13 72.26

P-44:J-12 7.180 6.8 -0.8 18.95 11.33

P-44:PMP-7 7.320 6.9 -0.9 19.08 11.25

P-45:PMP-7 1.600 293.8 59.7 306.56 71.95

P-45:J-18 1.600 293.8 59.8 306.50 72.04

P-46:J-5 7.400 7.0 -0.9 19.15 11.23

P-46:PMP-8 7.530 7.1 -1.0 19.28 11.15

P-47:PMP-8 1.600 294.1 59.6 306.84 71.85

P-47:J-6 1.600 294.0 59.7 306.77 71.93

P-48:J-4 1.700 94.2 6.0 232.09 143.72

P-48:FCV-1 1.120 4.3 -0.2 192.64 188.12

P-49:FCV-1 2.330 2.4 -0.6 190.65 187.66

P-49:T-1 1.080 1.1 1.0 189.37 189.29

P-51:J-6 1.600 294.0 59.7 306.77 71.93

P-51:J-25 1.570 306.4 71.7 307.02 71.89

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN LA ESTACIÓN DE BOMBEO

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10 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN TANQUE DE CARGA

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN LA LINEA DE IMPULSIÓN

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11 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

Es importante notar que el tiempo de retorno del ariete a la estación de bombeo es de 2.96 seg, por lo que es importante que la apertura de la válvula se realice antes del retorno del ariete máximo, nótese que tras 4seg de apagado del sistema de bombeo se alcanza una presión de 250mca, por lo que en caso de un fallo de energía, el sistema de seguridad contaría con este intervalo de tiempo para apertura, para ilustrar de mejor manera se presenta la imagen a continuación:

APAGADO SÚBITO DE BOMBAS POR FALLO DE ENERGÍA CON VÁLVULA DE SEGURIDAD En el planteamiento del escenario se considera la implementación de 2 válvulas de seguridad para control de sobrepresión, el dimensionamiento de las válvulas se lo ha realizado sobre la base de los elementos que brinden las mejores prestaciones, es así que se considera la primera válvula de 250mm de apertura rápida equipada con mando hidráulico y piloto solenoide programada para abrirse al registrar presiones sobre los 250 mca y reporte un corte súbito de energía en el sistema de bombeo la capacidad de descarga es de 400 lt/s, mientras que la válvula principal de 600mm de diámetro de apertura rápida equipada con mando hidráulico y piloto solenoide programada para abrirse al registrar presiones sobre los 275 mca y capacidad de descarga de 2800 lt/s.

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12 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

REPORTE DE PRESIONES Y SOBREPRESIONES

End Point Upsurge Ratio Max. Pressure (m H2O)

Min. Pressure (m H2O)

Max. Head (m)

Min. Head (m)

P-2:J-1 1.420 261.0 59.9 273.70 72.18

P-2:J-3 1.380 234.0 81.3 259.60 106.61

P-4:J-3 1.380 234.0 81.3 259.60 106.61

P-4:J-4 1.720 95.5 6.7 233.37 144.36

P-6:R-1 1.000 13.1 13.1 13.15 13.15

P-6:PMP-1 2.490 2.5 -0.8 14.63 11.30

P-7:PMP-1 1.420 261.1 59.9 273.80 72.13

P-7:J-1 1.420 261.0 59.9 273.70 72.18

P-10:R-1 1.000 13.1 13.1 13.15 13.15

P-10:J-7 2.770 2.7 0.2 14.87 12.35

P-12:J-7 2.770 2.7 0.2 14.87 12.35

P-12:J-8 4.270 4.1 -0.3 16.29 11.83

P-14:J-8 4.270 4.1 -0.3 16.29 11.83

P-14:J-9 5.470 5.2 -0.7 17.39 11.47

P-16:J-9 5.470 5.2 -0.7 17.39 11.47

P-16:J-10 6.350 6.0 -1.0 18.20 11.12

P-18:J-10 6.350 6.0 -1.0 18.20 11.12

P-18:J-11 6.980 6.6 -1.3 18.77 10.89

P-20:J-11 6.980 6.6 -1.3 18.77 10.89

P-20:J-12 7.430 7.0 -1.5 19.18 10.67

P-21:J-12 7.430 7.0 -1.5 19.18 10.67

P-21:J-5 7.640 7.2 -1.7 19.38 10.48

P-22:J-1 1.420 261.0 59.9 273.70 72.18

P-22:J-13 1.420 260.4 59.4 273.12 71.67

P-24:J-13 1.420 260.4 59.4 273.12 71.67

P-24:J-14 1.410 259.7 58.9 272.35 71.19

P-26:J-14 1.410 259.7 58.9 272.35 71.19

P-26:J-15 1.410 258.7 58.5 271.40 70.73

P-28:J-15 1.410 258.7 58.5 271.40 70.73

P-28:J-16 1.400 257.7 58.1 270.38 70.36

P-30:J-16 1.400 257.7 58.1 270.38 70.36

P-30:J-17 1.400 257.2 57.8 269.82 70.03

P-32:J-17 1.400 257.2 57.8 269.82 70.03

P-32:J-18 1.400 256.6 57.4 269.22 69.71

P-33:J-18 1.400 256.6 57.4 269.22 69.71

P-33:J-6 1.390 255.8 57.3 268.44 69.61

P-34:J-7 2.770 2.7 0.2 14.87 12.35

P-34:PMP-2 3.020 3.0 0.1 15.11 12.20

P-35:PMP-2 1.420 260.6 59.4 273.23 71.62

P-35:J-13 1.420 260.4 59.4 273.12 71.67

P-36:J-8 4.270 4.1 -0.3 16.29 11.83

P-36:PMP-3 4.510 4.4 -0.4 16.51 11.72

P-37:PMP-3 1.420 259.8 58.9 272.46 71.14

P-37:J-14 1.410 259.7 58.9 272.35 71.19

P-38:J-9 5.470 5.2 -0.7 17.39 11.47

P-38:PMP-4 5.690 5.4 -0.8 17.60 11.34

P-39:PMP-4 1.410 258.8 58.4 271.46 70.69

P-39:J-15 1.410 258.7 58.5 271.40 70.73

P-40:J-10 6.350 6.0 -1.0 18.20 11.12

P-40:PMP-5 6.520 6.2 -1.3 18.36 10.89

P-41:PMP-5 1.410 258.0 58.0 270.71 70.31

P-41:J-16 1.400 257.7 58.1 270.38 70.36

P-42:J-11 6.980 6.6 -1.3 18.77 10.89

P-42:PMP-6 7.130 6.7 -1.4 18.91 10.75

P-43:PMP-6 1.400 257.2 57.7 269.90 69.95

P-43:J-17 1.400 257.2 57.8 269.82 70.03

P-44:J-12 7.430 7.0 -1.5 19.18 10.67

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13 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

End Point Upsurge Ratio Max. Pressure (m H2O)

Min. Pressure (m H2O)

Max. Head (m)

Min. Head (m)

P-44:PMP-7 7.590 7.2 -1.6 19.34 10.51

P-45:PMP-7 1.400 256.7 57.2 269.36 69.49

P-45:J-18 1.400 256.6 57.4 269.22 69.71

P-46:J-5 7.640 7.2 -1.7 19.38 10.48

P-46:PMP-8 7.770 7.3 -1.9 19.50 10.29

P-47:PMP-8 1.390 256.0 57.3 268.69 69.54

P-47:J-6 1.390 255.8 57.3 268.44 69.61

P-48:J-4 1.720 95.5 6.7 233.37 144.36

P-48:FCV-1 2.280 8.8 -8.1 197.14 180.14

P-49:FCV-1 8.740 8.8 -8.0 197.14 180.25

P-49:T-1 1.080 1.1 1.0 189.37 189.29

P-51:J-6 1.390 255.8 57.3 268.44 69.61

P-51:J-25 1.360 265.4 69.3 265.92 69.43

P-52:J-25 1.360 265.4 69.3 265.92 69.43

P-52:SV-1 1.370 251.9 57.1 264.55 69.36

P-53:J-25 1.360 265.4 69.3 265.92 69.43

P-53:SV-2 1.390 254.7 56.8 267.74 69.40

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN LA ESTACIÓN DE BOMBEO

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14 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN TANQUE DE CARGA

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN VALVULA ANTICIPADORA Y DE ALIVIO DE 250mm

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15 Diseño Definitivo Anexo 3.5: Análisis de Transitorios en la línea de Impulsión

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN VALVULA DE ALIVIO DE 600mm

DIAGRAMA DE RESULTADOS EN LA LINEA DE IMPULSIÓN