SECCIÓN 3: APLICACIONES

Transcripción

1 El Cálculo de la Red de istibución: Hidáulica plicada SECCIÓN 3: PLICCIONES.. Una tubeía de fiboceento con diáeto 00, tanspota un caudal de agua lipia de 00 l/s a la tepeatua de 0 ºC, (n,3.0-6 /s) en una longitud de conducción de 000, con tubeía de fiboceento ( k 0,0 ). eteina. Solución: La viscosidad cineática a 0 ºC es,3.0-6 /s V /S /π.0,/ π.0,,0 /s Rugosidad elativa k/ 0,0/ ; Re,0.0, 3, ,3.0 Según el diagaa de Moody se obtiene 0,0 ado que pácticaente se tata de una tubeía con copotaiento idáulicaente lisa tabién podíaos abe obtenido de la expesión, :,8.lg Re 3,89.0,8.lg 0,03 o abe aplicado la ecuación copleta y veíaos que se obtiene el iso esultado, lo que cooboa lo anteioente dico, se tata de una tubeía idáulicaente lisa. Patiendo de la ecuación de Cézy sustituyendo valoes: V g L 3,0..0 0,0.9,8.0,,9 Página de

2 El Cálculo de la Red de istibución: Hidáulica plicada.. Un depósito de agua suinista l/s. tal coo se obseva en la figua, con una pesión de sevicio de at. en el punto a tavés de una conducción de fundición de 00 (k 0, ). Calcula el diáeto y la velocidad del flujo po las fóulas de: a). Pandtl Colebook. b). Manning. c). Cézy Kutte La viscosidad del agua es,3 0-6 /s. SLL 30 Cota 3 L 00 Cota 30 Solución: Una atósfea técnica equivale a 0.c.a. plicaos enouilli ente y : V g ( ) 30 0 V 3 () g a). Pandtl Colebook: Pocediendo coo en el ejecicio 3.9., patios de un supuesto, po ejeplo, 0,06. La ecuación de Cézy nos popociona: V g L 8 gπ L Según (), expesando la ecuación en función de y sustituyendo los datos del enunciado: L g π gπ 3 ( 0 ) ( 0 0,086 0,086 0,06 00 ) ; 0,09 Página de

3 El Cálculo de la Red de istibución: Hidáulica plicada Calculaos aoa Re y la ugosidad elativa, k/, paa obtene un definitivo. Re V ν π ν 0 π 0,09, ,8, 0 0 k / 0, 9,03 0 Entando en el diagaa de Moody, 0,0. ado el ango del valo de Re, podíaos abe aplicado la expesión siplificada de Pandtl Colebook: lg Re 0,9 k / 3, lg, 0 0,9, 0 3, El diáeto seá: 0,0 3 6 gπ 8 gπ L ( 0 0,086 ) 0,086 0,0 00 ( 0 ) 0 Podíaos copoba nuevaente con los nuevos valoes de Re y k/. Se obseva que el téino en, que coesponde a la enegía cinética V /g, es uy pequeño fente al valo del téino en, po la longitud dada en el enunciado. efectos pácticos, podía despeciase en casos siilaes a este, dado adeás, que el diáeto obtenido no es coecial y nos veíaos obligados, en nuesta actividad pofesional a edondealo. Esto no pesupone confundi conceptualente la línea de enegía L.E. y la línea piezoética L.P. b). Manning: Con n 0,0 paa tubeías en uso de fundición y patiendo de la ecuación de la enegía (), expesada en función de : z z 6 gπ 6n L π ( / ) / 3 Página 3 de

4 El Cálculo de la Red de istibución: Hidáulica plicada Sustituyendo nos queda: 0,0 3 0,086, 0 0,0 00,33 0, c). Cézy - Kutte: 6 L Teniendo en cuenta que la ecuación de la enegía ubiea toado la foa C π z 8 6 L z ; gπ C π Tanteando con 0,, se obtiene un C 0,6 / /s, con 0, tubeías de fundición en uso 9, ,06.0 se obtiene 0, 9 Coo se obseva los diáetos calculados po cualquiea de los étodos se supone son diáetos teóicos, seía necesaio desde un punto de vista pofesional toa el diáeto coecial ás póxio y ecalcula pédidas de caga y caudal eal tanspotado. Página de

5 El Cálculo de la Red de istibución: Hidáulica plicada.3. os depósitos y están conectados ediante una tubeía de fundición de 300 de diáeto y longitud 600. Con los datos que se ecogen en el esquea adjunto, calcula: a). El caudal áxio y la velocidad de entada en el depósito. b). El caudal y la velocidad de entada cuando en el depósito falta, paa su llenado. c). La pesión en el punto C, distante 0 del depósito, expesada en Kp/c y kpa. En las condiciones del apatado b. d). La L.E. y la L.P. en el punto C. El depósito se supone constante de nivel. Se despecian las pédidas de caga localizadas. Se tendá en cuenta un coeficiente de Manning de n 0,0. Cota 0,6 Cota Solea 8 Cota Sup. Liq. C L Cota Solea 93 Cota Sup. Liq. 9 Solución: a). plicando enouilli y calculando po la fóula de Manning con n 0,0: V g z z ( z ) 0 0 z 0 V g z z π g n π / 3 L La velocidad y el caudal seán áxios cuando el depósito epiece a llenase. En estas condiciones z y z 93. 0,0 93 / 3 π 0,30 π 0,30 0,30 9,8 600 Página de

6 El Cálculo de la Red de istibución: Hidáulica plicada Efectuando opeaciones: 8 0, 0, , 6 6, 8 6, 0, 3 / s l / s 0, V 3, 0,006 /s b). Velocidad cuando faltan, paa el llenado: z z 9, 93, 93, 0, 6 6,, 6, 0, 3 /s l / s 0, V 3, 0,006 / s c). plicando nuevaente la ecuación de la enegía desde la SLL del depósito asta el punto C y teniendo en cuenta que la velocidad Vc V en el tao : p γ V g c c ( 0 0) 0,6 p γ 3, 9,8 0,0 3, 0 c ( 0 0) 0,6 / 3 0,3 p c,0 γ.c.a. 3 3 pc,0 0 0 Kp / c 0, Kp /c,0 9,8 0 N / 6, kpa Página 6 de

7 El Cálculo de la Red de istibución: Hidáulica plicada d). L.E. y L.P. a 0 En el oento de áxio caudal, teneos la áxia velocidad. 0,0 0 π 0,3 0, 0,3 / 3,3 v 3, 0, 9,8 L.E.,3 09, L.P. 09, 0, 09,06 Página de