UNEFM - CURSO DE ACUEDUCTOS Y CLOACAS ING. CARLOS MARTINS

EJERCICIO DE DISEO DE RED DE DISTRIBUCIN MIXTA

Realizar el diseo de la red de distribucin mostrada en la vista en planta. El consumo medio al final

del periodo de vida til ser Qm= 15 l/s.

Datos Topogrficos de la Comunidad

Punto Cota (msnm) Tramo Longitud (m)

Tanque 100 Tanque-A 4000

A 99 A-B 300

B 98 A-C 400

C 98 C-D 300

D 94 B-D 400

E 95 B-E 500

F 96 E-F 400

G 92 E-G 200

Observacin: En el tramo comprendido entre el sitio de ubicacin del tanque y el nodo A, no existir

la posibilidad de construir edificaciones.

Resolucin:

Qdis = Qmh = 2,5 X 15 l/s = 37,5 l/s

Siendo una zona con edificaciones de densidad habitacional homognea, se determina un gasto

unitario por longitud de tramo a disear, con la finalidad de simplificar los clculos.

=

.

=37,5 /

2500 = 0,015

/

El gasto de consumo propio de cada tramo quedara entonces expresado por:

= .

TANQUE DE ALMACENAMIENTO

A B

C D

E

F

G

= 0,015

/ 300 = 4,5 /

Aplicando esto a todos los tramos, se obtiene:

= 6,0 /

= 4,5 /

= 6,0 /

= 7,5 /

= 6,0 /

= 3,0 /

Para hallar el gasto en trnsito en cada tramo se aplica el mtodo de la reparticin media, en el cual

asumimos que el gasto de consumo propio de cada tramo es extrado la mitad al inicio del tramo y la

mitad restante al final del mismo.

Una vez aplicado el mtodo de la reparticin media, se procede a consolidar el gasto en los nodos,

es decir, se hace la sumatoria de todas las extracciones parciales en cada nodo.

TANQUE DE ALMACENAMIENTO

A B

C D

E

F

G

2,25 L/S 2,25 L/S

3 L/S

3 L/S 2,25 L/S 2,25 L/S

3 L/S

3 L/S

3,75 L/S

3,75 L/S

3 L/S

3 L/S

1,5 L/S 1,5 L/S

TANQUE DE ALMACENAMIENTO

A B

C D

E

F

G

5,25 L/S

5,25 L/S 5,25 L/S

9,0 L/S

3 L/S

8,25 L/S 1,5 L/S

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Se realiza la sumatoria de todos los gastos consolidados y el resultado deber ser similar al gasto de

diseo, solo afectado por errores de redondeo. El gasto obtenido en la sumatoria ser el gasto que

saldr del tanque a satisfacer la demanda en la red bajo la condicin de demanda mxima horaria.

Q salida del tanque = 37,5 l/s

Se procede a circular el gasto de salida del tanque en la red con la finalidad de hallar el gasto de

diseo de cada tramo (el gasto de diseo de cada tramo no es ms que la sumatoria del gasto

propio del tramo ms el gasto en trnsito para alimentar a los tramos aguas abajo). En todo

momento se deber cumplir con el principio de continuidad, es decir, el caudal total que entra a un

tramo es igual a la totalidad de las extracciones en el mismo.

Como se aprecia, la red es mixta est compuesta por una seccin mallada y otra seccin ramificada.

En la seccin mallada, se debi asumir que esos eran los sentidos de flujo (pudindose asumir

cualquier otro arreglo), razn por la cual hay que aplicar algn mtodo de aproximaciones sucesivas,

que permita corregir los flujos en funcin de los dimetros que se establecern, sabiendo que en todo

momento se debern cumplir con los principios de Kirchhoff. El primer principio indica que, la

sumatoria de los caudales que llega a un nodo es exactamente igual a la sumatoria de las

extracciones. Y el segundo principio establece que, la sumatoria de las prdidas de carga que sufre

el fluido cuando circula en una red mallada es igual para cualquier alternativa de recorrido.

Como mtodo de aproximaciones sucesivas, se puede aplicar Hardy Cross, para lo cual se elabora la

tabla mostrada a continuacin:

Malla Tramo Longitud

(m)

Dimetro

(mm)

Tipo de

Tubera

Coeficiente

Q dis.

(l/s)

r

(Long x ) r x Q dis J (m) qc

(l/s)

Qc

(l/s)

1

A-B 300 200 P.E.A.D 0,(5)4849 24 0.00145 0.0349 0.83 -0,12 23.88

B-D 400 100 P.E.A.D 0,(3)1932 2,25 0.0772 0.173 0.39 -0,12 2.13

A-C 400 150 P.E.A.D 0,(4)2185 -8,25 0.00874 0.0721 -0.59 -0,12 -8.37

C-D 300 100 P.E.A.D 0,(3)1932 -3 0.0579 0.173 -0.52 -0,12 -3.12

Sumatoria: 0.454 0.11

El caudal de correccin se obtendr por medio de:

=

2

TANQUE DE ALMACENAMIENTO

A B

C D

E

F

G

37,5 L/S

8,25 L/S 2,25 L/S

24,0 L/S 1,5 L/S

3,0 L/S

12,75 L/S

3,0 L/S

Y se seguir iterando, hasta que el caudal de correccin sea menor o igual a (+ -) 0,01.

Malla Tramo Longitud

(m)

Dimetro

(mm)

Tipo de

Tubera

Coeficiente

Q dis.

(l/s)

r

(Long x ) r x Q dis J (m) qc

(l/s)

Qc

(l/s)

1

A-B 300 200 P.E.A.D 0,(5)4849 23.88 0.00145 0.0347 0.82 0 23.88

B-D 400 100 P.E.A.D 0,(3)1932 2.13 0.0772 0.166 0.35 0 2.13

A-C 400 150 P.E.A.D 0,(4)2185 -8.37 0.00874 0.0731 -0.61 0 -8.37

C-D 300 100 P.E.A.D 0,(3)1932 -3.12 0.0579 0.180 -0.56 0 -3.12

0.453 0.00

Realizada la correccin de los caudales de la red mallada, se realiza el diseo para toda la red.

Concluido el clculo de la red, solo restar determinar la altura del tanque y hallar las presiones

dinmicas corregidas.

Tramo Q dis.

(l/s)

Longitud

(m)

Dimetro

(mm)

Coeficiente

J (m) J (m)

Cota

Terreno (m)

Presin

Esttica (m)

Presin

Dinmica (m)

Tk-A 37,5 2000 250 0,(5)1517 4.26 4.26 100 99 1 -3.26

A-B 23.88 300 200 0,(5)4849 0.82 5.08 99 98 1 2 -3.26 -3.08

A-C 8,37 400 150 0,(4)2185 0.61 4.87 99 98 1 2 -3.26 -2.87

C-D 3,12 300 100 0,(3)1932 0.56 5.43 98 94 2 6 -2.87 0.57

B-D 2.13 400 100 0,(3)1932 0.35 5.43 98 94 2 6 -3.08 0.57

B-E 12,75 500 150 0,(4)2185 1.77 6.85 98 95 2 5 -3.08 -1.85

E-F 3 400 100 0,(3)1932 0.69 7.54 95 96 5 4 -1.85 -3.54

E-G 1,50 200 100 0,(3)1932 0.09 6.94 95 92 5 8 -1.85 2.94