Dimensionado de conducciones en instalaciones de fluidos

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Jorge Macías Robles
hace 5 años
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1 Tarea 1 Dimensionado de conducciones en instalaciones de fluidos 1.1 Objetivos de la tarea Los objetivos de la tarea se centran en la aplicación de las distintas ecuaciones disponibles para el cálculo de pérdidas al dimensionado de conducciones en instalaciones de fluidos en una edificación. Se propone realizar una propuesta de diseño (determinación de diámetros) de tres conducciones pertenecientes a dos tipos de instalaciones de fluidos distintas: acometida de instalación de fontanería en edificio de viviendas y red de pequeña evacuación y bajante de aguas residuales de instalación de evacuación también en edificio de viviendas. Con esta tarea se pretende desarrollar la capacidad del alumno para el cálculo y dimensionado de instalaciones de fluidos una vez expuestos los criterios de diseño técnicos. 1

2 2 Instalaciones de Fluidos MITE 1.2 Dimensionado acometida de instalación de fontanería Descripción de la instalación Se trata de seleccionar el diámetro adecuado para la acometida de la instalación de fontanería mostrada en la Figura 1.1. Como se puede apreciar, la longitud es de 15 m. El cálculo realizado para la determinación de los caudales de diseño para la instalación da como resultado un caudal para este tramo de 4 l s 1. Figura 1.1: Esquema de principio de la instalación de suministro de agua. Se pide determinar el diámetro de este tramo de conducción teniendo en cuenta que el material empleado es cobre (ɛ = 0,15 mm) y que los diámetros nominales comerciales para tuberías de cobre a emplear en fontanería son los mostrados en la Tabla 1.1. Los criterios de cálculo que a continuación se exponen, que han sido extraídos de normativa o se corresponden con criterios racionales, se justificarán en la sesión individual pertinente. El cálculo de pérdidas localizadas se podrá realizar mayorando la longitud real de la tubería en un 20 30%. Para la determinación del diámetro, podrá emplearse uno (o varios) de los siguientes criterios: Criterio pendiente hidráulica constante. Suele tomarse j = 0,03 0,04 m m 1. Criterio de velocidad. v = 0,5 2 m s 1 para tuberías metálicas o v = 0,5 3,5 m s 1 para tuberías termoplásticas o multicapa. Pueden tomarse para unos valores normales para las propiedades del agua (ρ = 10 3 kg m 3, µ = 10 3 kg m 1 s 1 ).

3 Tarea 1. Dimensionado de conducciones en instalaciones de fluidos 3 DN ( ) DN (mm) D int (mm) 3/ ,6 1/ ,1 3/ , ,3 1 1/ / , ,1 2 1/ , , , , ,1 Tabla 1.1: Diámetros nominales de conducciones de cobre para uso en instalaciones de fontanería Resultados a proporcionar Debe proporcionarse el diámetro obtenido de cálculo discutiendo las diferentes alternativas posibles así como el método de cálculo empleado (Darcy-weisbach, Hazen-Williams o ábacos de pérdidas). Además, la respuesta no debe ceñirse exclusivamente a proporcionar el diámetro sino que también se debe comprobar que el diámetro comercial seleccionado cumple los criterios de diseño. La entrega se puede realizar manualmente, escaneada, comprimida (.rar o similar) subida a la aplicación. Sin embargo, lo más recomendable es que se desarrolle en hoja de cálculo para disponer así de herramienta de trabajo en futuras sesiones de la asignatura.

4 4 Instalaciones de Fluidos MITE 1.3 Dimensionado red pequeña evacuación y bajante de instalación de evacuación Descripción de la instalación Se entiende por red de pequeña evacuación a la parte de la red de evacuación que conduce los residuos desde los cierres hidráulicos, excepto de los inodoros, hasta las bajantes. Por su parte, una bajante es el conducto vertical que se utiliza como desagüe de las aguas pluviales o residuales de un edificio, Figura 1.2. Figura 1.2: Esquema de principio de una red de pequeña evacuación y una bajante de aguas residuales. Se pide determinar el diámetro de las conducciones teniendo en cuenta que el cálculo de los caudales a evacuar realizado da como resultado 1,58 l s 1 y que el material empleado es PVC. Los diámetros comerciales más habituales para el PVC (UNE-EN :1999) son los mostrados en la Tabla 1.2. DN (mm) e mín (mm) ,2 3,2 3,2 3,9 D int (mm) ,6 118,6 153,6 192,2 Tabla 1.2: Diámetros comerciales de conducciones de PVC para uso en instalaciones de evacuación. Se empleará la ecuación de Manning (n = 0,01 para el PVC) para las conducciones horizontales y la de Dawson-Hunter para las verticales. Q = A n r(2/3) h s

5 Tarea 1. Dimensionado de conducciones en instalaciones de fluidos 5 Q = 3, r 1/3 D 8/3 donde r es la sección en forma de corona circular que ocupa el agua en la bajante y D es el diámetro en milímetros. Al igual que en el apartado anterior, los criterios de cálculo que a continuación se exponen han sido extraídos de normativa y se justificarán en futuras sesiones de la asignatura. Para la red de pequeña evacuación se considerará una pendiente de cálculo del 3%, y se dimensionará para funcionar a media de sección (h/d = 0,5) y hasta un máximo de tres cuartos de sección. Se verificará que la velocidad en la conducción garantiza la condición de autolimpieza (esto es mayor que 0,6 m s 1 ). Se recomienda emplear las curvas de llenado para secciones circulares o las tablas de Thormann-Franke disponibles en el documento de apoyo denominado Flujo en canales.pdf disponible en la carpeta de Anexos de la pestaña material del acceso personalizado, (páginas 15-16). Las bajantes se dimensionarán para un caudal tal que la superficie ocupada por el agua (r) no sea mayor que 1/3 de la sección transversal de la tubería Resultados a proporcionar Se pide el diámetro nominal comercial seleccionando para la red de pequeña evacuación y bajante así como la comprobación de resultados en base a los criterios expuestos. La entrega se realizará de acuerdo a lo indicado en la Sección

6 6 Instalaciones de Fluidos MITE

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