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cálculos caudal 12.6
 

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    cálculos caudal 12.6 cálculos caudal 12.6 Document Transcript

    • - Caudal mínimo del medio de impulsión (de 1 hora tal como lo establece la norma covenin 1331): Debe ser de 12.6 L/s para sistemas clase I con una misma fuente común de aguara para un proceso de simultaneidad. Por lo cual Q=12.6Lts/ seg T (tiempo que establece la norma 1331)= 1 HORA O 3600 seg. Ri= 12.6 Lts/ seg* 3600 seg = 45360 Lts El sistema fijo debe tiene las siguientes características: Q = 12,6 l/s y 6.5 l/s dependiendo del diámetro de tubería para sistemas de una misma fuente común de agua P= 65 PSI
    • Tabla de longitudes equivalentes Según Norma COVENIN 823 Longitud Equivalente de Accesorios Según Diámetro de Tubería Tubería de succión 4pulg Es el tramo de tubería que va desde el suministro de agua, hasta la bomba o sistema de impulsión. Tipo de tubería= Hierro Galvanizado Diámetro= 4”
    • Longitud= 5,0 m Tipo Reductor de 4” Accesorios Símbolo Cantidad 1 Codo de 4” 1 Total LE 4,15 m Tubería matriz o Tubería de Descarga 4 pulg Es la tubería, que parte del medio de impulsión y conduce el caudal de ésta hasta la primera derivación. Tipo de tubería=Hierro Galvanizado Diámetro=4” Longitud=10,40 m Tipo T 4”paso recto Símbolo Cantidad 1 T en bifurcación Codos 4” 5 Reductor de 4” 1 Válvula de compuerta 1 Válvula de retención t/clapeta Total LE Accesorios 1 1 30,55 m Tubería principal 2 1/2 pulg Es una tubería continua, horizontal o vertical, conectada a la tubería matriz y que alimenta los ramales. Tipo de tubería= Hierro Galvanizado
    • Diámetro= Longitud= 2 1/2 “ 108,09 m Tipo T 2 ½”paso recto Símbolo Cantidad 3 T en bifurcación Codos 2 ½” 5 Reductor de 2 ½” 1 Total LE Accesorios 3 22,79 m Tubería de Boca de Agua 1 ½ pulg Es un tramo de tubería conectado a la tubería principal y que alimenta a las bocas de agua Tipo de tubería= Hierro Galvanizado Diámetro= 1½“ Longitud= 0,5 m Accesorios Tipo Válvula Compuerta 1 ½” Total LE Símbolo Cantidad 1 0,3 m
    • CUADROS DE TRANSFORMACIONES Los caudales para los diámetros de tubería son los siguientes teniendo en cuanta que los caudales son los siguientes teniendo en cuanta el principio de simultaneidad que establece la norma COVENIN 1331: Q para los diámetros 2 ½” y 1 ½” = 6.5l/s Q para el diámetro 4”= 12.6 l/s CAUDALES DE 2 ½” y 1 ½”= 6,5 l/s (según COVENIN 1331) Q = 6,5l/s x 1m3 m3/s 6.5 x 10-3 m3/s 1000L Q = 6.5L/s x 60s l/min 390 l/min 1 min Q = 6,5E-03 m3/s x 3600 s m3/h 23.4 m3/h 1h m3/s l/min m3/h KPa CAUDALES DE 4” =12,6 l/s (según COVENIN 1331) Q = 12.6l/s x 1m3 12.6x 10-3 m3/s 1000L Q = 6.5L/s x 60s 756 l/min 1 min 12.6 E-03 Q= m3/s x 3600 s 45.36 m3/h 1h PRESIÓN 65 Psi (según COVENIN 1331) 65 Psi x 101,325 KPa 448, 03 Kpa = 448 KN/m2 14,7 Psi
    • DIAMETROS DE TUBERIA (según COVENIN 823) DIAMETRO Pulg. mm M 1 ½” 41,3 41,3 x 10-3 2 ½” 68,8 68,8 x 10-3 4” 105,3 105,3 x 10-3 ECUACIONES APLICADAS ECUACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA 0 0 0 Dónde: = Presión 1 = 0, se encuentra a nivel de la presión atmosférica. = Altura 1= 0, el tanque esta a nivel del piso y es donde comienza el sistema (0) = velocidad 1 = 0, la velocidad del agua a este nivel es cero porque es el punto de partida. = presión de bombeo ó energía añadida por algún dispositivo (bomba). = Perdida de fricción en la tubería. = 65 PSI = 454,21 KN/m² Tomando Presión residual según Norma COVENIN 1331-2001, Sistemas Clase IA = 9,8 KN/m³ = Peso Específico del agua. Altura del edificio. 2g = 2(constante) x gravedad = 2 x 9,8 m/seg²
    • : Pérdidas totales por fricción. = J x Lt Donde Lt = Longitud total de tubería y J ECUACIÓN HAMZEN Y WILLIAMS Dónde: J = Resistencia por fricción Q = Caudal C = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla 1 de la Norma COVENIN 843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado). D = Diámetro de la tubería = J x Lt Dónde: J: ecuación de Hazen – Williams. Lt= longitud de tubería. OTRAS ECUACIONES APLICADAS Q= V x A Dónde: Q= caudal V= velocidad. A= área. V= Dónde: Q A
    • Q= caudal V= velocidad. A= área. A= π x D2 4 Dónde: A= área D= diametro Z2= Alt. edif. + Prof. tanque Datos: P2 = 65 Psi = 448 KN/m2 γ = 9,8 KN/m2 g = 9,81m/s2 Altura del sistema Z2 = 6 m + 2,5 m = 8,5 m Velocidad Tubería 1 ½” con caudal puntual por gabinete 6,5 l/s V = 6,5 X 10-3 m3/s π x (41,3 x 10-3 m)2 4 = 4,88m/s
    • Según la Norma COVENIN 1331-2001, para determinar la V2, la presión mínima residual debe ser de 4,57 kg–f/cm2 (65 lb-f/pulg2), en la boca de agua hidráulicamente más desfavorable con el caudal requerido. En los sitios de presión mayor de 7 kg-f/cm2 (100 lb-f/pulg2), por lo cual se selecciona la Velocidad calculada en la tubería de 1 ½”. Calculo de velocidad para aplicar en ecuación de la energía ⁄ ⁄ Diámetros para tubos de acero DIAMETRO NOMINAL DIAMETRO EXTERIOR ESPESOR DE PARED MAXIMO MINIMO pulg 3/8 ½ ¾ 1 11/4 11/2 2 2½ 3 mm 17,50 21,70 27,10 33,80 42,60 48,70 60,90 73,80 89,80 mm 16,30 20,50 25,90 32,60 41,40 47,50 59,70 72,30 88,00 mm 2,31 2,77 2,87 3,38 3,56 3,68 3,91 5,16 5,49 TUBO 6,40 m GALV. R/A Kg 5,70 8,51 11,33 16,70 22,59 26,88 36,03 56,77 74,11 NEGRO LISO Kg 5,41 8,13 10,82 16,00 21,70 25,92 34,82 55,23 72,26
    • 4 6 115,40 170,00 113,20 166,60 6,02 7,11 105,28 184,45 102,85 180,86 Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales Norma COVENIN 843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40) Calculo de diámetros interiores Diámetro 2 ½ ” Diámetro 1 ½” Dext = 73.8 mm Dext = 48.7mm D ext. Espesor = 5.16 mm D int. Espesor = 3.68 mm Dint = Dext – 2 S Dint = Dext – 2 S Dint = 73.8 – (2*5,16) Dint = 48.7 - (2*3.68) Dint = 63.48 mm Dint = 41.34 mm Diámetro 4” Dext = mm Espesor = 6 mm D ext. Dint = Dext – 2 S Dint = 115.40– (2*6.02) Dint = 103.36 mm Calculamos las pérdidas totales por fricción. hf= J x Lt J=( )X 6.05x D int.
    • Tabla De la NFPA 13. Valores C de Hazen – WilliamsPor tabla de Valores C de Hazen – Williams C= 120 (Hierro Galvanizado) J para la Tubería 1 ½” J 1 ½” = m J para la Tubería 2 ½” ” J 2 ½” = m J para la Tubería 4” J 4” = m Longitud (Lt) para la Tubería 4” (Tuberías de succión, descarga)
    • Lt = 5,00m + 4,15m + 10,40 m + 30,55 m = 50.1 m Longitud (Lt) para la Tubería 2 ½” (Tubería principal) Lt = 108,09 m + 22,79 m = 130.88 m Longitud (Lt) para la Tubería 1 ½” (Tubería de ramal) Lt = 0,3 m + 0,5 = 0,8 m Hf para la Tubería 4” (Tubería matriz o descarga) Hf = 0.025 Bar/m x 50,1 m = 1.25 Bar Hf para la Tubería 2 ½” (Tubería principal) Hf = 8,91 x 10 -3 Bar/m x 130.88 m = 1.16 Bar Hf para la Tubería 1 ½” (Tubería Ramal) Hf = 0,072 Bar/m x 0,8 m = 0,058 Bar Calculamos el Hf(total)
    • ∑ Hf(total) = 1.25 Bar + 1.16 Bar + 0,058 Bar = Transformando Hf(total) de Bar a m 2.47 Bar x 10,33 m = 25.18 m 1,01325 Bar Calculamos Ha (presión de bombeo ó energía añadida “bomba”). Sustituimos en la ecuación: Por lo cual decimos Ha = 45,71 m + 8,5 m + 1,21 m + 25.18 m = 68,32 m Transformando Ha de m a Psi 80.06 m x 14,5 Psi = 114.35 Psi 10,22 m Calculo de Potencia de bombeo HP  QH 45 Q bombeo = 12.6 l/seg H bombeo = 80.06 m 22 HP Por lo cual la bomba requerida por el sistema es una bomba de 25 hp 2.47 Bar
    • Almacenamiento de Agua El volumen de la reserva de agua para incendio deberá ser tal que garantice el caudal requerido por un tiempo mínimo de una (01) hora tal como lo estable la norma COVENIN 1331. Vr = Qt * 3600 s Vr = 12.6 l/s * 3.600 s Vr =45.360,00 litros Dimensionamiento del tanque: La Norma COVENIN 1331 establece que se debe asegurar el suministro exclusivo de agua durante una hora si ocurre cualquier eventualidad que según cálculos matemáticos es igual a unos Que en : Entonces establecemos la ecuación: 6 6 √
    • Por lo cual la construcción del tanque debe ser de la siguiente forma: Profundidad: 2,5 m Ancho: 4.1 m Largo: 4.1 m