1. Por lo cual decimos que Ecuación General de la Energía:
De esta manera se realizara el desarrollo de la ecuación Bernoulli para determinar las perdidas
por fricción en las trayectorias de las tuberías por instalar del sistema de protección contra incendios:
0
0
0
Donde:
= 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.
Donde:
= 65 PSI = 454,21 KN/m² Presión residual.
= 9,8 KN/m³ Peso Especifico del agua.
= 21.11 m Altura del edificio.
2g = 2(constante) x gravedad = 2 x 9,8 m/seg²
: Pérdidas totales por fricción.
2. Calculo de pérdidas de Presión
Calcular Z:
La cual es la sumatoria de planta baja y mezzanina de la ferretería.
Determinación de la velocidad
Donde:
Q= es el caudal (m3/seg)
A= es el area (m2)
Donde:
para la ecuación de Bernoulli:
3. En
que es el diámetro del niple
Transformación
para la sustitución del Q en la ecuación de velocidad:
⁄
Sustitución en la ecuación de velocidad. Por lo que decimos:
⁄
Entonces sustituimos el valor de
en
⁄
:
⁄
⁄
El Caudal que establece la COVENIN 1331 para sistemas clase I para las tuberías de 4”; 2 ½” y
1 ½”:
⁄
⁄
Formula de La pérdidas de fricción en las tuberías se determinaran mediante la siguiente ecuación:
4. Donde:
J = Resistencia por fricción
Q = Caudal= 6,5lats/ seg par alas
y 12.6lts/ seg para las tuberías 4”
Partiendo del principio de simultaneidad de un sistemas con una fuente común de agua.
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 dependiendo del caso ya sea
En la cual Se multiplicara la resistencia por fricción por una constante de 6,05 x 105Bar/ m para
llevarla a unidades del sistema internacional (SI) como lo establece la NFPA 13
Determinamos Hazen Williams para la tubería de
Longitud tubería = 17.94 m
por lo que decimos:
5. Longitud equivalente se determinara mediante la siguiente tabla
M
S
D
Según Norma COVENIN 823
Longitud Equivalente de Accesorios Según Diámetro de Tubería
6. Entonces decimos que mediante la tabla longitud total de cada accesorio:
Cantidad
Accesorio
Equivalencia en metros
1
Válvula de Retención Ø 4pulg
6.6
1
Válvula de Compuerta Ø 4 pulg
0.5
2
Codo de 90° Ø 4 pulg
6
Σ L Total = 6.6m + 0,5m + 6m
Luego sustituimos en
Σ L Total = 13.1 m
:
Donde:
Por lo resolvemos
y podemos decir que:
Tabla de diámetros para tubos de acero
DIAMETRO
DIAMETRO
NOMINAL
EXTERIOR
MAXIMO
ESPESOR DE PARED
MINIMO
TUBO 6,40 m
GALV.
NEGRO LISO
8. CUADRO
Constante “C” en función del tipo de tubería para la
formula de Hazen Williams
C=100
Acero Negro (Tubería Seca)
C=120
Acero Negro (Tubería Mojada)
C=120
Acero Galvanizado
C=140
Cobre
C=100
Fundición (sin revestir)
C=130
Fundición (Revestida en Cemento)
C=140
Fibra de Vidrio
Tabla De la NFPA 13. Valores C de Hazen – Williams
Por tabla de Valores C de Hazen – Williams decimos que el factor C= 120 acero galvanizado
Determinamos el valor J como lo establece la norma NFPA 13. Para poder multiplicar el
resultado por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:
Dónde:
J = Resistencia por fricción
Q = Caudal
9. 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
⁄
⁄
⁄
Lo cual Quiere decir que por cada metro de tubería recorrida de 4” en metros el sistema de
⁄
extinción de incendio pierde
Luego sustituimos en
31.04 m *
para determinar la perdida por fricción en esta diámetro tubería
⁄
Determinamos Hazen Williams para la tubería de
Longitud tubería = 14.08 m
Longitud equivalente:
por lo que decimos:
10. Cantidad
Accesorio
Equivalencia en metros
5
Codo de 90° Ø
9m
1
Reducción Ø
0.61 m
1
Tee en bifurcación
3.6 m
Σ L Total = 9 m+ 0.61 m + 3.6 m
Sustituimos y decimos que
Σ L Total = 13.21 m
es igual:
Diámetros para tubos de acero
DIAMETRO
DIAMETRO
NOMINAL
EXTERIOR
MAXIMO
ESPESOR DE PARED
MINIMO
TUBO 6,40 m
GALV.
NEGRO LISO
R/A
pulg
mm
mm
mm
Kg
Kg
3/8
17,50
16,30
2,31
5,70
5,41
½
21,70
20,50
2,77
8,51
8,13
¾
27,10
25,90
2,87
11,33
10,82
1
33,80
32,60
3,38
16,70
16,00
11/4
42,60
41,40
3,56
22,59
21,70
11/2
48,70
47,50
3,68
26,88
25,92
2
60,90
59,70
3,91
36,03
34,82
2½
73,80
72,30
5,16
56,77
55,23
3
89,80
88,00
5,49
74,11
72,26
4
115,40
113,20
6,02
105,28
102,85
6
170,00
166,60
7,11
184,45
180,86
11. Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales Norma COVENIN
843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)
Determinación del diámetro para sustituir en la ecuación de Hazen Williams.
Decimos que:
D ext.
D int.
Donde:
DIAMETREO EXTERIER
Determinamos el valor de J como lo establece la norma NFPA 13. Para poder multiplicar el resultado
por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:
12. Donde:
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
⁄
⁄
⁄
Lo cual Quiere decir que por cada metro de tubería
incendio pierde
⁄
Luego se sustituyo en
4.96 m *
recorrida en metros el sistema de extinción de
para determinar la pérdida por fricción en este diámetro tubería:
⁄
Determinamos Hazen Williams para la tubería de
por lo que decimos:
13. Llevamos de cm a m la Longitud tubería por lo que decimos que:
Longitud tubería =
Determinamos la Longitud equivalente:
Cantidad
Accesorio
Equivalencia en metros
1
Válvula de compuerta Ø
0.30 m
1
Reducción Ø
0.50 m
Σ L Total = 0.30 m+ 0.50 m
Sustitución en
Σ L Total = 0.80m
por lo que decimos:
Diámetros para tubos de acero
DIAMETRO
DIAMETRO
NOMINAL
EXTERIOR
MAXIMO
ESPESOR DE PARED
MINIMO
TUBO 6,40 m
GALV.
R/A
NEGRO LISO
15. Por tabla de Valores C de Hazen – Williams, decimos que el factor C= 120 acero galvanizado
Determinamos el valor de J como lo establece la NFPA 13. Para poder multiplicar el resultado
por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:
Donde:
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.
⁄
⁄
16. ⁄
Quiere decir que por cada metro de tubería
recorrida en metros el sistema de extinción de
⁄
incendio pierde
Luego se sustituyo
en
para determinar la perdida por fricción en esta diámetro
tubería
⁄
1.1 m *
Sumatorias de las pérdidas de fricción
por lo que sustituimos y decimos que:
∑
Eso es igual ∑
Luego al resultado de ∑
se transforma a metros de columna de agua (mca), multiplicando
por la constante 10,22mca que equivalen a 1 Bar. Porque algunos fabricantes de bombas así lo
establecen:
∑
Retómanos y sustituimos en la formula
∑
17. ⁄
⁄
Presión de bombeo la Multiplicas por un factor de seguridad 1.1. Entonces formulamos que:
