cálculos hidráulicos paños de maguera

Por lo cual decimos que Ecuación General de la Energía:

De esta manera se realizara el desarrollo de la ecuación Bernoulli para determinar las perdidas

por fricción en las trayectorias de las tuberías por instalar del sistema de protección contra incendios:

Donde:

= Presión 1 = 0, se encuentra a nivel de la presión atmosférica.

= Altura 1= 0, el tanque esta a nivel del piso y es donde comienza el sistema (0)

= velocidad 1 = 0, la velocidad del agua a este nivel es cero porque es el punto de partida.

= presión de bombeo ó energía añadida por algún dispositivo (bomba).

= Perdida de fricción en la tubería.

Donde:

= 65 PSI = 454,21 KN/m² Presión residual.

= 9,8 KN/m³ Peso Especifico del agua.

= 21.11 m Altura del edificio.

2g = 2(constante) x gravedad = 2 x 9,8 m/seg²

: Pérdidas totales por fricción.

0 0 0

Calculo de pérdidas de Presión

Calcular Z:

La cual es la sumatoria de planta baja y mezzanina de la ferretería.

Determinación de la velocidad para la ecuación de Bernoulli:

Donde:

Q= es el caudal (m3/seg)

A= es el area (m2)

Donde:

En

que es el diámetro del niple

Transformación

para la sustitución del Q en la ecuación de velocidad:

⁄

Sustitución en la ecuación de velocidad. Por lo que decimos:

⁄

⁄

Entonces sustituimos el valor de en

:

⁄

⁄

El Caudal que establece la COVENIN 1331 para sistemas clase I para las tuberías de 4”; 2 ½” y

1 ½”:

⁄

⁄

Formula de La pérdidas de fricción en las tuberías se determinaran mediante la siguiente ecuación:

Donde:

J = Resistencia por fricción

Q = Caudal= 6,5lats/ seg par alas

y 12.6lts/ seg para las tuberías 4”

Partiendo del principio de simultaneidad de un sistemas con una fuente común de agua.

C = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla 1 de la Norma COVENIN

843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado).

D = Diámetro de la tubería dependiendo del caso ya sea

En la cual Se multiplicara la resistencia por fricción por una constante de 6,05 x 105Bar/ m para

llevarla a unidades del sistema internacional (SI) como lo establece la NFPA 13

Determinamos Hazen Williams para la tubería de por lo que decimos:

Longitud tubería = 17.94 m

Longitud equivalente se determinara mediante la siguiente tabla

Según Norma COVENIN 823

Longitud Equivalente de Accesorios Según Diámetro de Tubería

M

S

D

Entonces decimos que mediante la tabla longitud total de cada accesorio:

Cantidad Accesorio Equivalencia en metros

1 Válvula de Retención Ø 4pulg 6.6

1 Válvula de Compuerta Ø 4 pulg 0.5

2 Codo de 90° Ø 4 pulg 6

Σ L Total = 6.6m + 0,5m + 6m Σ L Total = 13.1 m

Luego sustituimos en :

Donde:

Por lo resolvemos y podemos decir que:

Tabla de diámetros para tubos de acero

DIAMETRO

NOMINAL

DIAMETRO

EXTERIOR

ESPESOR DE PARED TUBO 6,40 m

MAXIMO MINIMO GALV. NEGRO LISO

R/A

pulg mm mm mm Kg Kg

3/8 17,50 16,30 2,31 5,70 5,41

½ 21,70 20,50 2,77 8,51 8,13

¾ 27,10 25,90 2,87 11,33 10,82

1 33,80 32,60 3,38 16,70 16,00

11/4 42,60 41,40 3,56 22,59 21,70

11/2 48,70 47,50 3,68 26,88 25,92

2 60,90 59,70 3,91 36,03 34,82

2 ½ 73,80 72,30 5,16 56,77 55,23

3 89,80 88,00 5,49 74,11 72,26

4 115,40 113,20 6,02 105,28 102,85

6 170,00 166,60 7,11 184,45 180,86

Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales Norma COVENIN

843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)

Decimos que:

Donde:

D ext. D int.

DIAMETREO EXTERIER

CUADRO Constante “C” en función del tipo de tubería para la

formula de Hazen Williams

C=100 Acero Negro (Tubería Seca)

C=120 Acero Negro (Tubería Mojada)

C=120 Acero Galvanizado

C=140 Cobre

C=100 Fundición (sin revestir)

C=130 Fundición (Revestida en Cemento)

C=140 Fibra de Vidrio

Tabla De la NFPA 13. Valores C de Hazen – Williams

Por tabla de Valores C de Hazen – Williams decimos que el factor C= 120 acero galvanizado

Determinamos el valor J como lo establece la norma NFPA 13. Para poder multiplicar el

resultado por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:

Dónde:


Q = Caudal



D = Diámetro de la tubería

⁄

⁄

⁄

Lo cual Quiere decir que por cada metro de tubería recorrida de 4” en metros el sistema de

extinción de incendio pierde ⁄

Luego sustituimos en para determinar la perdida por fricción en esta diámetro tubería

31.04 m * ⁄

Determinamos Hazen Williams para la tubería de por lo que decimos:

Longitud tubería = 14.08 m

Longitud equivalente:


5 Codo de 90° Ø

9m

1 Reducción Ø

0.61 m

1 Tee en bifurcación 3.6 m

Σ L Total = 9 m+ 0.61 m + 3.6 m Σ L Total = 13.21 m

Sustituimos y decimos que es igual:

Diámetros para tubos de acero

DIAMETRO

NOMINAL

DIAMETRO

EXTERIOR


MAXIMO MINIMO GALV.

R/A

NEGRO LISO

pulg mm mm mm Kg Kg

3/8 17,50 16,30 2,31 5,70 5,41

½ 21,70 20,50 2,77 8,51 8,13

¾ 27,10 25,90 2,87 11,33 10,82

1 33,80 32,60 3,38 16,70 16,00

11/4 42,60 41,40 3,56 22,59 21,70

11/2 48,70 47,50 3,68 26,88 25,92

2 60,90 59,70 3,91 36,03 34,82

2 ½ 73,80 72,30 5,16 56,77 55,23

3 89,80 88,00 5,49 74,11 72,26

4 115,40 113,20 6,02 105,28 102,85

6 170,00 166,60 7,11 184,45 180,86



Determinación del diámetro para sustituir en la ecuación de Hazen Williams.

Decimos que:

Donde:

Determinamos el valor de J como lo establece la norma NFPA 13. Para poder multiplicar el resultado

por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:

D ext. D int.

DIAMETREO EXTERIER

Donde:


Q = Caudal



D = Diámetro de la tubería

⁄

⁄

⁄

Lo cual Quiere decir que por cada metro de tubería

recorrida en metros el sistema de extinción de

incendio pierde ⁄

Luego se sustituyo en

para determinar la pérdida por fricción en este diámetro tubería:

4.96 m * ⁄

Determinamos Hazen Williams para la tubería de

por lo que decimos:

Llevamos de cm a m la Longitud tubería por lo que decimos que:

Longitud tubería =

Determinamos la Longitud equivalente:


1 Válvula de compuerta Ø

0.30 m

1 Reducción Ø

0.50 m

Σ L Total = 0.30 m+ 0.50 m Σ L Total = 0.80m

Sustitución en por lo que decimos:

Diámetros para tubos de acero

DIAMETRO

NOMINAL

DIAMETRO

EXTERIOR


MAXIMO MINIMO GALV.

R/A

NEGRO LISO

pulg mm mm mm Kg Kg

3/8 17,50 16,30 2,31 5,70 5,41

½ 21,70 20,50 2,77 8,51 8,13

¾ 27,10 25,90 2,87 11,33 10,82

1 33,80 32,60 3,38 16,70 16,00

11/4 42,60 41,40 3,56 22,59 21,70

11/2 48,70 47,50 3,68 26,88 25,92

2 60,90 59,70 3,91 36,03 34,82

2 ½ 73,80 72,30 5,16 56,77 55,23

3 89,80 88,00 5,49 74,11 72,26

4 115,40 113,20 6,02 105,28 102,85

6 170,00 166,60 7,11 184,45 180,86



Determinación del diámetro para sustituir en Hazen Williams.

Decimos que:

Donde:

D ext. D int.

DIAMETREO EXTERIER

Por tabla de Valores C de Hazen – Williams, decimos que el factor C= 120 acero galvanizado

Determinamos el valor de J como lo establece la NFPA 13. Para poder multiplicar el resultado

por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:

Donde:


Q = Caudal



D = Diámetro de la tubería.

⁄

⁄

⁄

Quiere decir que por cada metro de tubería

recorrida en metros el sistema de extinción de

incendio pierde ⁄

Luego se sustituyo

en

para determinar la perdida por fricción en esta diámetro

tubería

1.1 m * ⁄

Sumatorias de las pérdidas de fricción

por lo que sustituimos y decimos que:

∑

Eso es igual ∑

Luego al resultado de ∑ se transforma a metros de columna de agua (mca), multiplicando

por la constante 10,22mca que equivalen a 1 Bar. Porque algunos fabricantes de bombas así lo

establecen:

∑

Retómanos y sustituimos en la formula

∑

⁄

⁄

Presión de bombeo la Multiplicas por un factor de seguridad 1.1. Entonces formulamos que:

cálculos hidráulicos paños de maguera

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