CALCULOS HIDRAULICOS CON HASS

Transcripción

1 CALCULOS HIDRAULICOS CON HASS Noviembre 2014 (C) Morgado

2 1.- CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE CÁLCULOS HIDRAULICOS Velocidad máxima del agua en el sistema. Los sistemas de deben calcularse en sus condiciones más desfavorables, que son: Donde se estima la mayor pérdida de presión. Donde se descarga el mayor caudal. En ambos casos, siempre deben cumplirse las siguientes condicionantes: Velocidad del agua en cualquier dispositivo de control de caudal 6 m/s. Velocidad del agua en cualquier otro punto del sistema 10 m/s. Caudal en tuberías de distinto diámetro interior (di) en función de la velocidad del agua (V).

3 1.4.- Pérdidas por altura P (bar) = 0,102 x h (m) h, distancia vertical entre dos puntos (mts) Pérdidas por velocidad Di, Diámetro interior tubería (mm). Las pérdidas por "cambios de velocidad" no se tienen en cuenta en los cálculos teóricos, ya que se suponen despreciables (limitando la velocidad a no más de 10 m/s en cualquier punto de la instalación). Pero lo que se recomienda es añadir al caudal Q total final obtenido, un factor de seguridad, llamado factor por dispersión hidráulica que suele ser entre el 7% y 10% del caudal total. Q TOTAL = (Q rociadores + Q medios manuales ) x Curva demanda de la bomba PCI Según el apartado de UNE-EN-12845, la bomba debe ser capaz de aportar una presión (Pn) NO inferior a 0,5 bar por encima de la presión requerida en el área más desfavorable. El punto N será el punto de funcionamiento de la bomba. Si se logra abastecer con presión al sistema en la peor situación, el resto está garantizado, a lo sumo habrá que analizar no pasar la máxima presión admisible para algunos sistemas.

4 Ejemplo, elección del área más desfavorable Por ejemplo, supongamos que vamos a proteger un Riesgo Ordinario 2, donde la distribución de rociadores es como se muestra en esta figura: A (área operación) = 144 m 2 (Riego Ordinario 2) Cobertura rociador = 3,6 x 3 = 10,8 m2 El Número de rociadores a considerar dentro del área de operación (es decir, el número de rociadores que se abrirán en caso de incendios) es: Nº Roc. en el área operación = 144 m 2 / 10,8 m 2 = 13,3 > 14 rociadores Lado paralelo al ramal = 1,2 x 144 m 2 = 14,4 m Distancia entre rociadores sobre ramal = 3,6 m

5 4. INTRODUCCIÓN AL SOFTWARE DE CÁLCULO HASS 4.1. Entrada de datos Hass presenta tres áreas a través de las cuales se introducen y modifican los datos del sistema de rociadores que se pretende calcular. Ventana 1, corresponde con los datos del abastecimiento de agua, de la fuente o depósito de agua (no son los datos de la bomba). Posee cinco campos: Elevación (respecto a un punto de referencia), Presión estática, Presión residual, Caudal necesario y Caudal de las mangueras. Es necesario introducir manualmente cada uno de ellos, excepto la elevación de la fuente. La elevación de la fuente no se introduce ya que en la ventana 2, es necesario indicar la elevación de cada nodo (incluido el de la fuente) y al introducireste, aparece en la ventana 1 automáticamente. Las presiones (residual y estática) en la fuente siempre se consideran 0 bar. HASS permite introducir la curva de la bomba y por tanto no es necesario introducir presiones normales de trabajo. Errores más comunes: En muchos casos, en la ventana de la fuente, se introducen los valores nominales de las bombas; si se hace así, el cálculo no es válido. Por ejemplo, si introducimos Estática = 8 bar, Residual = 6 bar y Caudal = lpm, la curva no es real.

6 Diámetro: Diámetro de la tubería. Este dato debe ser el diámetro interior útil. Sin embargo, al introducir el Diámetro Nominal (DN), Hass automáticamente muestra en los resultados el valor del diámetro interior. Se puede utilizar una letra como prefijo con el Diámetro Nominal para indicar el tipo de tubería, por ejemplo, para una tubería de funditubo de 65mm, se indica D65 (indica a HASS que utilice la página D de la tabla de tuberías seleccionado en los cálculos). Coeficiente de Hazen-Williams: si es acero 120; si es funditubo 110; si es polietileno 140. Si se realiza el cálculo de una instalación antigua, tiene que preverse que las paredes de la tubería tendrán una capa de corrosión, por tanto se utilizará un valor de C= Creando un proyecto HASS dispone de cuatro formas de introducir los datos de un sistema de rociadores: a.- Mediante la Entrada General de Datos, introduciendo los datos de cada nodo y de cada tubería uno a uno. desde el Menú Archivo, seleccionar la opción Nuevo. Introducir el nombre del archivo: ALMACEN <INTRO>, HASS automáticamente añade la extensión.sdf al archivo y muestra las tres ventanas anteriores para introducir los datos de la fuente, los nodos y las tuberías. b.- Mediante el Simulador de Malla. Seleccionar Malla de la barra de menús. Este método permite simplificar la introducción de datos cuando tenemos una red de rociadores configurada en malla. Introduciendo la configuración de la malla y la densidad de diseño, HASS permite localizar el área de operación y estimar los diámetros de los ramales y colectores para determinar la demanda total.

7 Editar Información Cálculos - Título de Proyecto: Nombre que se le asigna al archivo con los resultados obtenidos (es útil cuando se realizan múltiples cálculos de un mismo sistema.) - Límite de desequilibrio. Tolerancia del Cálculo - Peaking automático del Área Remota?: Esta opción permite que sea el programa el que establezca automáticamente el área de operación más desfavorable hidráulicamente. - Presión Mínima Disponible en la Fuente: Este valor debe ser cero o prácticamente despreciable. De no ser así falseamos la presión en la impulsión de la bomba - Nombre de la Tabla de Tuberías: Tabla del tipo de tubería utilizado. - Página de la Tabla de Tuberías: Tipo de tubería. La página de la tabla de tuberías A-S40, se refiere a aquellos diámetros de tubería Schedule 40 y longitudes equivalentes de los accesorios indicados en la norma NFPA-13. HASS proporciona cinco páginas de datos de tuberías en la tabla STANDARD.PIP (Schedule 40, thinwall, ductil iron, PCV 150, cobre K, L y M). Editar información Peaking (Área más desfavorable). Esta opción determina el área más desfavorable (en automático). HASS mueve automáticamente el área de operación a lo largo de los ramales hasta encontrar el rociador con la menor presión de operación. Los ramales y colectores se suponen que tiene un diámetro constante y que la distancia entre rociadores en todos los ramales es también constante.

8 4.4. Análisis de resultados en hass Antes de mostrar los resultados de los cálculos, HASS comprueba que no haya ningún error en los datos introducidos, como tuberías con el mismo nodo en ambos extremos, o nodos que han no están conectados a ninguna tubería. HASS emite dos tipos de informes de resultados: uno resumido para uso propio y un informe detallado para imprimir. Con el botón F/S se puede pasar de uno a otro. Para imprimir una copia de los resultados, desde el menú ArchivoImprimir.

9 Los manguitos verticales de los ramales están conectados a los colectores mediante una Te y un Codo (Estos se pueden introducir también como tuberías individuales). Una vez introducidos los datos de la malla, hay que conectarla a la fuente mediante una tubería vertical y una tubería que normalmente es enterrada. Desde el menú Malla Tuberías a Fuente (o botón PTS), supongamos que la vertical es de 5,5 m y tiene un codo, una válvula de compuerta y un puesto de control y diámetro 100 mm (4''). <INTRO><INTRO> 5.4 <INTRO> 100 <INTRO> EAG <INTRO> A continuación unimos la vertical con la fuente, por ejemplo, con una tubería enterrada de funditubo de 4'' de diámetro y longitud 20 m. <F2><INTRO><INTRO> 20 <INTRO> D100 <INTRO> ETG <INTRO>

10 7. EJEMPLO Supongamos que se pretende proteger una nave de almacenamiento donde se almacena en estanterías paletizadas tipo ST4. Según el ANEXO C de UNE EN el producto se clasifica como CATEGORÍA II. Por tanto, los datos de partida son los siguientes: Según el RD-2267/2004 el EDIFICIO es TIPO C. El Riesgo Intrínseco es ALTO. Es necesario instalar: Rociadores, BIE S, Hidrantes, Grupo de Presión, Depósito de Reserva de Agua. Para riesgo extra de almacenamiento, protección a nivel de techo, según Tabla 4 de la UNE EN 12845, la altura máxima de almacenamiento es de 6 m. Los criterios de diseño son: Densidad de diseño - 17,5 l/minxm 2 y un área de operación m 2.

11 8. UTILIZACIÓN DEL CONSTRUCTOR DE SISTEMAS Esta opción de introducir los datos permite de forma rápida introducir un sistema complejo, por ejemplo, sistemas formados por varias mallas. En primer lugar, vamos a utilizar esta forma de introducir los datos para calcular el mismo sistema de malla que en el punto 5. Desde el menú Constructor de Sistemas Nuevo, introducimos los siguientes datos:

12 12. EJEMPLO 1 - CALCULOS DE UNA RED DE BIES Supongamos según el RSCIEI un edificio industrial de tipo B con nivel de riego medio., formado por 4 plantas de m 2 cada una con la siguiente distribución: Planta bajo rasante (P-1). Uso aparcamiento para 50 vehículos, salas técnicas y aseos. Planta baja (P0). Planta de proceso y manipulación, taller, sala de tratamientos especiales cabinas de soldadura y aseos. Planta 1 (P1). Almacén, comedor y aseos y vestuarios. Planta 2 (P2). Uso administrativo (despachos, almacén de material, sala CPD y aseos) (*) Según el Reglamento de Instalaciones de Protección contra Incendios (RIPCI), la red de BIEs deberá proporcionar, durante una hora, como mínimo, funcionando las dos BIEs más desfavorables, una presión dinámica mínima de 2 bar en el orificio de salida de cualquier BIE. (*) Según el Reglamento de Seguridad contra Incendios en los Establecimientos Industriales (RSCIEI), además de los requisitos establecidos en el RIPCI, se cumplirán las siguientes condiciones hidráulicas: la presión en la boquilla no sea inferior a 2 bar ni superior a 5 bar, y si fuera necesario, se dispondrán dispositivos reductores de presión. El caudal unitario será el correspondiente a aplicar a la presión dinámica disponible en la entrada de la BIE, cuando funcionen simultáneamente el número de BIE indicado, el factor K del conjunto, proporcionado por el fabricante del equipo. Por tanto, tenemos que el RIPCI nos exige una presión mínima de 2 bar en las boquillas de las 2 BIEs más desfavorables. Mientras que el RSCIEI nos delimita un rango de presiones entre 2 y 5 bar en la boquilla de las BIEs, instalando reductores de presión si fuera necesario.

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