REDES DE DISTRIBUCIÓN REDES DE DISTRIBUCIÓN REDES DE DISTRIBUCIÓN REDES DE DISTRIBUCIÓN
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- Inés Ortíz Franco
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1 .4 Cálculo de Redes Cerradas El roblea que se latea es calcular los caudales que escurre e cada trao de ua red, alla o crcuto, de odo que se cula certas codcoes hdráulcas coo las resoes exstetes e los odos. Se debe culr tres codcoes: I. Cotudad e los odos. II. Sua lgebraca de las érddas de eergía debe ser gual cero e cada alla. Esta codcó establece que debe exstr ua sola líea de eergía e la red III. Relacó etre la érdda de eergía y el caudal que crcula e cada trao debe ser coocda ( Escrba aquí la ecuacó.h=r Codcoes hdráulcas que debe satsfacerse:. Codcó de cotudad e los odos La sua algebraca de los gastos que se reúe e cualquer uto de uó (o odo debe ser cero. C : cosuo o aorte e el odo or covecó: C >0, aorte C <0, cosuo : caudal del odo al odo > 0 s va del odo al odo < 0 s va del odo al odo Cotudad ara odo : = C. Codcó de exsteca de ua líea de carga úca e el sstea. H Eergía e el odo H Eergía e el odo Cañería - : Cañería del crcuto érdda de carga e la cañería del crcuto H H ( H ( H k L. Relacó etre érdda de carga y ara cada cañería de u sstea de red cerrada, exste ua relacó defda etre la érdda or frccó y el gasto. Esta relacó se cooce coo curva característca y se exresa coo: - - Covecó de sgos : ( y L L L k K K > 0 e el setdo = K dode: K : deede de las característcas de la cañería : caudal : deede de la fórula artcular usada. Se asue cte e el cálculo de redes cerradas.
2 Método de solucó ás usados: Hardy Cross y Newto Rahso - Corresode a étodos uércos de aroxacoes sucesvas - Requere exresoes slfcadas ara obteer la érdda frccoal Exste dos aeras teratvas de solucoar el roblea de ua red cerrada: - correccó de caudales - correccó de cotas ezoétrcas (o se aalzará Solucó or correccó de caudales o cotas ezoétrcas : (étodo de Hardy Cross y Newto Rahso vdr la red cerrada e crcutos cerrados (o allas, de tal fora que cada cañería quede cluda e al eos u crcuto, y defr ua oretacó ara cada alla. sgar ua dstrbucó de fluos que cula co la codcó de cotudad. Es decr, asur ua dstrbucó cal de gastos,, ara todas las cañerías de la red, de odo que se cula la rera codcó (cotudad. Calcular la sua algebraca de érddas de carga e cada alla (Σ. S ésta o es ula, defr ua correccó ara los caudales. E caso cotraro, el roblea está resuelto. v eterar ua correccó de caudales a alcar e cada fluo asudo e la arte. Cada cooete del vector de correccó, corresode a u caudal correctvo que se sueroe al caudal que crcula, a f de cosegur la sua algebraca de resoes gual a cero ara cada alla. v gregar la correccó coo: = v Volver a verfcar s la sua de érddas e cada alla es ula. Cotuar el rocedeto hasta lograr equlbro e todas las allas..4. Método de Hardy Cross Cosderado las tres codcoes que debe culr ua red cerrada, el étodo rouesto or el rofesor Hardy Cross cosste e suoer ua dstrbucó de caudales que cula co la codcó, es decr: = C Co = odos = cañerías que llega a odo = Coo o se cule la codcó ( 0, el étodo cosste e troducr ua correccó úca ara todos los caudales de u crcuto, de odo que se cula dcha codcó, es decr la sua algebraca de las érddas de eergía de todas las cañerías de u crcuto sea gual a cero. = ( = K
3 Esto equvale a decr que se debe culr que: ( K ode: ] = esarrollado esta exresó e ua sere de Taylor se tee: ( = K Utlzado sólo los reros téros de la sere: ] ] eseado el caudal correctvo se tee: = ] ] = ] Es la suatora de las érddas de eergía de las cañerías de u crcuto cerrado cosderado ua covecó ya defda ara los coo ara los ( K K = = or otra arte, coo y tee u sgo asocado a la covecó elegda y es el so y se atee ara todos los casos, su valor será sere ostvo. Luego, ara evtar cofusoes se utlza el ódulo: = l evaluar se cosdera todos los caudales ostvos luego las correccoes tedrá u sgo ostvo s tee la sa dreccó de o u sgo egatvo s tee ua dreccó cotrara. ara cañerías que erteece a u sólo crcuto, Eelo Hardy Cross ara la red de la fgura: = s tee el so sgo ostvo de la covecó del crcuto 90 lt/s B C = - s tee dstto sgo del crcuto ara ua cañería que erteece a dos crcutos, ecesaraete el tedrá dstto sgo e uo de los crcutos luego: 0 lt/s F E 60 lt/s = - k a eterar la dstrbucó de caudales b Verfcar s la red roorcoa las resoes requerdas e los odos Ey
4 atos y Cosderacoes esoes de las cañerías Trao Largo ( áetro ( B BC F FE BE E C Cotas geoétrcas y resoes (dsobles o requerdas e los odos Nodo Cota Geoétrca ( resó (/c 50,0 (dsobles F 40,8 (requerda 45,0 (requerda Suoga que ara las cañerías es válda la ley de Haze- Wllas, co C H 0: 0,67 L.85 (udades MKS H = C H v La áxa recsó acetada e el cerre de cualquer crcuto es de 0,5 (ΣH <0,5 v eso esecífco del fludo = γ 00 / Solucó Núero Trao Largo ( áetro ( K - Cálculo del coefcete r de cada cañería 0,67 L.85 H = CH Costate y coocdo Coo C H 0: de dode: H,009 L 4.87 K,009 L ; =.85 ; = K.85 cotuacó se reelaza los datos del eucado, obteédose la sguete tabla B , BC ,7 7 F ,9 6 FE 600 5,6 5 BE ,4 4 E ,7 C ,4 - sgacó de caudales y dreccó de cada alla 90 lt/s 5 55 B 0 lt/s lt/s F E 5 0 C 5
5 Método de Hardy Cross teracó CIRCUITO No se cluye el sgo CIRCUITO Trao K I / I Trao K I/I B 0, 0,055 4,7 58,95 BC 0,7 0,05 6,,4 BE 8485,4 0,0, 9,9 C 8485,4 0,05 7,44 979,06 EF,6-0,005-0,68 5,7 E 0, ,7 4, F 5,9-0,05-5,09 68,9 EB 8485, , 9,9 sua,5 90,6 sua 6,97 77,64 e I q= -0,0064 h h / e II q= -0,007 = teracó CIRCUITO CIRCUITO Trao K I/I Trao K I/I B 0, 0,0486,76 4,05 BC 0,7 0, ,5 BE 8485,4 0,007 4, 68,5 C 8485,4 0,079 4,54 69,8 EF,6-0,04 -,4 509,0 E 0, , 99,96 F 5,9-0,044-6,95 0,8 EB 8485, , 68,5 sua 7,88 0,5 sua 9, 46,44 q= -0,005 q= -0,006 Método de Hardy Cross Cálculo de los uevos caudales ( /s: = q, 055 ( 0, 0064, 0486 B B = q q, 00 ( 0, 0064 ( 0, 007, 0070 BE BE = q, 005 ( 0, 0064, 04 FE FE strbucó de los uevos caudales ( l/s: 90 lt/s 4,4 48,6 7,9 B C 0,7 7,9 0 lt/s,4, 60 lt/s F E teracó CIRCUITO CIRCUITO Trao K I/I Trao K I/I B 0, 0,045,7 4,5 BC 0,7 0,05, 44,06 BE 8485,4 0,098,09,0 C 8485,4 0,05 0,4 498,0 EF,6-0,049-5,7 640,9 E 0,7-0,048-6,0 0,69 F 5,9-0,0449-8,08,65 EB 8485,4-0,098 -,09,0 sua, 8 sua 4,6 8,77 q= -0,00 q= -0,004 4 teracó CIRCUITO CIRCUITO Trao K I/I Trao K I/I B 0, 0,047,09 0,78 BC 0,7 0,08,99,4 BE 8485,4 0,099,9 5,8 C 8485,4 0,08 8,6 46,46 EF,6-0,06-6,06 688,5 E 0,7-0,06-6,49,7 F 5,9-0,046-8,5 4,0 EB 8485,4-0,099 -,9 5,8 sua,69 85, sua,68 5,76 q= -0,0007 q= -0, teracó CIRCUITO CIRCUITO Trao K I/I Trao K I/I B 0, 0,04 8,97 BC 0,7 0,0,87 8,07 BE 8485,4 0,097,96 5,4 C 8485,4 0,0 7,6 99,87 EF,6-0,07-6,55 7,7 E 0,7-0,07-6,66 5,78 F 5,9-0,047-8,77 45,4 EB 8485,4-0,0 -,97 5,4 sua 0,6 40,54 sua 0,87 79,5 q= -0,0006 q= -0,000 6 teracó CIRCUITO CIRCUITO Trao K I/I Trao K I/I B 0, 0,048,96 8, BC 0,7 0,0,8 5,78 BE 8485,4 0,097,97 6,09 C 8485,4 0,0 7,4 85,8 EF,6-0,07-6,74 7,04 E 0,7-0,07-6,76 7,9 F 5,9-0,047-8,86 47,07 EB 8485,4-0,097 -,97 6,09 sua 0, 44,5 sua 0, 65,6 q= -0,0004 q= -0,000
6 F - Cálculo de la resó e odo F F Z = Z ( γ γ F F F F γ Z Z F ( h fa γ c 000 = F 0000c F =,5 /c cule!!! 40 8, c - Cálculo de la resó e odo Toeos: ( h fa - = / [( h fa -F ( h fa F-E ( h fa E- ( h fa -B ( h fa B-C ( h fa C- ] or lo tato: ( h fa - =,66 deás: Z γ c 000 γ = Z ( h fa γ Z Z ( hfa γ = 0000c 45, c =,4 /c No cule!!! El roblea ateror es u roblea de verfcacó, o e otras alabras, es u roblea que, dadas las característcas de las cañerías, ecuetra la dstrbucó de caudales y or lo tato, las érddas de eergía e cada trao. La fora de resolver u roblea de dseño, es decr, u roblea dode se debe deterar los dáetros de las cañerías ara satsfacer certos requeretos téccos, cosste e resolver (ara dsttos coutos de dáetros sucesvaete varos robleas de verfcacó. etro de todas las solucoes téccaete osbles, se escogerá aquella que ce el costo ecoóco volucrado.
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