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Cálculos hidráulicos 2
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Cálculos hidráulicos 2

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  • 1. Cálculos hidráulicos para el centro industrial Por lo cual decimos que Ecuación General de la Energía: 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. = Altura del edificio. 2g = 2(constante) x gravedad = 2 x 9,8 m/seg² : Pérdidas totales por fricción. Calculo de pérdidas de Presión ⁄ Calcular Z:
  • 2. Determinación de la velocidad para la ecuación de Bernoulli: Donde: Q= es el caudal (m3/seg) ⁄ ⁄ ⁄ A= es el area (m2) Donde: ( )En ( que es el diámetro del niple ) Transformación para la sustitución del Q en la ecuación de velocidad: ⁄ ⁄ Sustitución del área y el caudal en la ecuación de velocidad. Por lo que decimos: ⁄ ⁄ Entonces sustituimos el valor de ( en sabiendo que es constantes ) ⁄ ⁄ El Caudal que establece la COVENIN 1331 para sistemas clase I para las tuberías de 4”; 2 ½” y 1 ½”: ⁄ ⁄ ( ) ( )
  • 3. Donde: J = Resistencia por fricción Q = Caudal 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 por lo que decimos: Longitud de la tubería Longitudtubería = 4,49m+6,33m= 10,82m Según Norma COVENIN 823 Longitud Equivalente de Accesorios Según Diámetro de Tubería Entonces decimos que mediante la tabla longitud total de cada accesorio: Accesorios Ø 4pulg Cantidad Accesorio Equivalencia en metros 1 Válvula de Retención Ø 4pulg 6.6 1 Válvula de Compuerta Ø 4 pulg 0.6 3 Codo de 90° Ø 4 pulg 9 1 Tee Recta Ø 4pulg 1.2 1 ReduccionØ 4pulg 1.15 Σ L Total = 6.6m + 0,5m + 9m + 1.2 m+1.15m Σ L Total = 18.55 m
  • 4. M S D
  • 5. Luego sustituimos en : Donde: Por lo resolvemos y podemos decir que: Tabla de diámetros para tubos de acero DIÁMETRO DIÁMETRO ESPESOR DE NOMINAL EXTERIOR PARED MÁXIMO TUBO 6,40 m GALV. MÍNIMO R/A NEGRO LISO 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 Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales Norma COVENIN 843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)
  • 6. Decimos que: Donde: D ext. ( D int. ) 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: Donde: J = Resistencia por fricción Q = Caudal
  • 7. 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 ⁄ para determinar la perdida por fricción en esta diámetro tubería ⁄ 29.37 m * Teniendo en cuanta que el procedimiento para el cálculo de pérdidas por fricción de los diámetros 2 ½” y 14 ½” es el mismo lo que va a variar son los accesorios, diámetros y metros lineales de tubería, obteniendo los siguientes resultados Sumatorias de las pérdidas de fricción decimos que: ⁄ ∑ Eso es igual ∑ ⁄ por lo que sustituimos y
  • 8. 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 ∑ ( ) Presión de bombeo formulamos que: la Multiplicas por un factor de seguridad 1.1. Entonces Llevamos Presión de bombeo mca a PSI por lo que podemos establecer: SELECCIÓN DE LA BOMBA Considerando los resultados de caudal y presión obtenidos en los cálculos hidráulicos realizados, se selecciona el sistema de bombeo siguiendo las curvas características del fabricante de bombas bombagua que sea compatible en con el sistema contra incendio. Calculamos la potencia de la bomba y decimos que: ⁄
  • 9. Capacidad del tanque El dimensionamiento del tanque se efectúa tomando como parámetros de cálculo el caudal de bombeo (Q), los ciclos por hora (Tseg) Para sistemas Fijos de Extinción de Incendio con medio de Impulsión Propio se deberá garantizar el suministro del caudal de agua durante una hora durante cualquier eventualidad o conato de incendio. Según lo establece Norma COVENIN 1331. Entonces decimos mediante la siguiente ecuación que: Donde: V = Volumen Q = Caudal Mínimo de la Bomba. T = Tiempo mínimo requerido. ⁄ La Norma COVENIN 1331 establece que se debe asegurar el suministro de agua durante una hora si ocurre cualquier eventualidad que es igual a unos Que en :

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