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Cálculos hidráulicos del centro medico
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Cálculos hidráulicos del centro medico Cálculos hidráulicos del centro medico Document Transcript

  • EJERCICIO PROPUESTO
  • Cálculos hidráulicos del centro medicoAplicamos ecuación general de la energíaDonde:= 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.Dónde:= 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.Calculo de pérdidas de PresiónCalcular Z:Profundidad del tanqueDeterminación de la velocidad sustituir en la ecuación de la energia:Por lo cual decimos que:000
  • Dónde:Q= es el caudal (m3/seg)A= es el area (m2)Necesitamos determinar el área para evaluar la velocidadDónde:En que es el diámetro del niple del paño de manguera más alejado del sistemaTransformación para la sustitución del Q en la ecuación de velocidad:⁄Determinamos 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 1½”:⁄ ⁄Formula de La pérdidas de fricción en las tuberías se determinaran mediante la siguiente ecuación:
  • Dónde:J = Resistencia por fricciónQ = 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 COVENIN843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado).D = Diámetro de la tubería dependiendo del caso ya seaEn la cual Se multiplicara la resistencia por fricción por una constante de 6,05 x 105Bar/ m para llevarla aunidades del sistema internacional (SI) como lo establece la NFPA 13Determinamos Hazen Williams para la tubería de por lo que decimos:Longitud tubería = 6.56 m
  • Longitud equivalente se determinara mediante la siguiente tablaSegún Norma COVENIN 823Longitud Equivalente de Accesorios Según Diámetro de TuberíaEntonces decimos que mediante la tabla longitud total de cada accesorio:MSD
  • Cantidad Accesorio Equivalencia en metros1 Válvula de Retención Ø 4pulg 6.61 Válvula de Compuerta Ø 4 pulg 0.53 Codo de 90° Ø 4 pulg 31 Tee Recta Ø 4pulg 1.2Σ L Total = 6.6m + 0,5m + 3m + 1.2 m Σ L Total = 11.4 mLuego sustituimos en :Dónde:Por lo resolvemos y podemos decir que:Tabla de diámetros para tubos de aceroDIAMETRONOMINALDIAMETROEXTERIORESPESOR DEPAREDTUBO 6,40 mMAXIMO MINIMOGALV.R/ANEGRO LISOpulg mm mm mm Kg Kg3/8 17,50 16,30 2,31 5,70 5,41½ 21,70 20,50 2,77 8,51 8,13¾ 27,10 25,90 2,87 11,33 10,821 33,80 32,60 3,38 16,70 16,0011/4 42,60 41,40 3,56 22,59 21,7011/2 48,70 47,50 3,68 26,88 25,922 60,90 59,70 3,91 36,03 34,822 ½ 73,80 72,30 5,16 56,77 55,233 89,80 88,00 5,49 74,11 72,264 115,40 113,20 6,02 105,28 102,85
  • 6 170,00 166,60 7,11 184,45 180,86Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales Norma COVENIN843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)Decimos que:Dónde:CUADROConstante “C” en función del tipo de tubería para la formulade Hazen WilliamsC=100 Acero Negro (Tubería Seca)C=120 Acero Negro (Tubería Mojada)C=120 Acero GalvanizadoC=140 CobreC=100 Fundición (sin revestir)C=130 Fundición (Revestida en Cemento)C=140 Fibra de VidrioTabla De la NFPA 13. Valores C de Hazen – WilliamsPor tabla de Valores C de Hazen – Williams decimos que el factor C= 120 acero galvanizadoDeterminamos el valor J como lo establece la norma NFPA 13. Para poder multiplicar el resultadopor el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:D ext. D int.
  • Dónde:J = Resistencia por fricciónQ = CaudalC = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla 1 de la Norma COVENIN843 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 deincendio pierde ⁄Luego sustituimos en para determinar la perdida por fricción en esta diámetro tubería17.56 m * ⁄Determinamos Hazen Williams para la tubería de por lo que decimos:Longitud tubería = 59.94 mLongitud equivalente:
  • Cantidad Accesorio Equivalencia en metros1 Codo de 90° Ø 1.8 m1 Tee bifurcación 3.6 m1 Reduction Ø 0.61 mΣ L Total = 1.8 m+ 0.61+ 3.6 m Σ L Total = 6.14 mSustituimos y decimos que es igual:Diámetros para tubos de aceroDIAMETRONOMINALDIAMETROEXTERIORESPESOR DEPAREDTUBO 6,40 mMAXIMO MINIMOGALV.R/ANEGRO LISOpulg mm mm mm Kg Kg3/8 17,50 16,30 2,31 5,70 5,41½ 21,70 20,50 2,77 8,51 8,13¾ 27,10 25,90 2,87 11,33 10,821 33,80 32,60 3,38 16,70 16,0011/4 42,60 41,40 3,56 22,59 21,7011/2 48,70 47,50 3,68 26,88 25,922 60,90 59,70 3,91 36,03 34,822 ½ 73,80 72,30 5,16 56,77 55,233 89,80 88,00 5,49 74,11 72,264 115,40 113,20 6,02 105,28 102,856 170,00 166,60 7,11 184,45 180,86Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales Norma COVENIN843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)Determinación del diámetro para sustituir en la ecuación de Hazen Williams.
  • Decimos que:Dónde:Determinamos el valor de J como lo establece la norma NFPA 13. Para poder multiplicar el resultado por elfactor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:Dónde:J = Resistencia por fricciónQ = CaudalC = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla 1 de la Norma COVENIN843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado).D = Diámetro de la tubería⁄⁄⁄D ext. D int.
  • Lo cual Quiere decir que por cada metro de tubería recorrida en metros el sistema de extinción deincendio pierde ⁄Luego se sustituyo en para determinar la pérdida por fricción en este diámetro tubería:72.24m * ⁄Determinamos Hazen Williams para la tubería de por lo que decimos:Llevamos de cm a m la Longitud tubería por lo que decimos que:Longitud tubería =Determinamos la Longitud equivalente:Cantidad Accesorio Equivalencia en metros1 Válvula de compuerta Ø 0.30 m1 Reduction Ø 0.50 mΣ L Total = 0.30 m+ 0.50 m Σ L Total = 0.80mSustitución en por lo que decimos:Diámetros para tubos de aceroDIAMETRONOMINALDIAMETROEXTERIORESPESOR DEPAREDTUBO 6,40 mMAXIMO MINIMOGALV.R/ANEGRO LISO
  • pulg mm mm mm Kg Kg3/8 17,50 16,30 2,31 5,70 5,41½ 21,70 20,50 2,77 8,51 8,13¾ 27,10 25,90 2,87 11,33 10,821 33,80 32,60 3,38 16,70 16,0011/4 42,60 41,40 3,56 22,59 21,7011/2 48,70 47,50 3,68 26,88 25,922 60,90 59,70 3,91 36,03 34,822 ½ 73,80 72,30 5,16 56,77 55,233 89,80 88,00 5,49 74,11 72,264 115,40 113,20 6,02 105,28 102,856 170,00 166,60 7,11 184,45 180,86Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales Norma COVENIN843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)Determinación del diámetro para sustituir en Hazen Williams.Decimos que:Dónde:Por tabla de Valores C de Hazen – Williams, decimos que el factor C= 120 acero galvanizadoDeterminamos el valor de J como lo establece la NFPA 13. Para poder multiplicar el resultado por elfactor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:D ext. D int.
  • Dónde:J = Resistencia por fricciónQ = CaudalC = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla 1 de la Norma COVENIN843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado).D = Diámetro de la tubería.⁄⁄⁄Quiere decir que por cada metro de tubería recorrida en metros el sistema de extinción de incendiopierde ⁄Luego se sustituyo en para determinar la perdida por fricción en esta diámetro tubería1.1 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 laconstante 10,22mca que equivalen a 1 Bar. Porque algunos fabricantes de bombas así lo establecen:∑Retómanos y sustituimos en la formula
  • ∑⁄⁄Presión de bombeo la Multiplicas por un factor de seguridad 1.1. Entonces formulamos que:=Una bomba de 10 hp en adelante.Capacidad del tanquePara sistemas Fijos de Extinción de Incendio con medio de Impulsión Propio se deberá garantizar el suministro delcaudal de agua durante una hora durante cualquier eventualidad o conato de incendio. Según lo establece NormaCOVENIN 1331.Entonces decimos mediante la siguiente ecuación que:Dónde:V = VolumenQ = 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 ocurrecualquier eventualidad que es igual a unosQue en :
  • Para la construcción del tanque se debe considerar la altura máxima de succión, la cual es de 2,5 m esta esla altura es la recomendada según libro de cálculos hidráulicos para evitar la cavitación de la bomba, esto quieredecir, que se debe calcular ancho y largo del tanque para que disponga de ,con tapa construido en concretoarmado y caseta para bombeo ubicado sobre el tanque con las mismas dimensiones de largo por ancho y 2,5 metrosde altura.Entonces establecemos la ecuación:√Esto quiere decir que las medidas recomendadas para la construcción del tanque son las siguientes:Profundidad: 2,5 mAncho: 3.1 mLargo: 3.1 mDeterminación Net Positive Suction Head o NPSH (Cabeza neta de succión positiva)El NPSH (Carga de Aspiración Neta Positiva), se define como la diferencia entre la carga de presión deestancamiento en la entrada de la bomba y la carga de la presión de vapor.Para el cálculo de NSPH de la bomba es importante calcular primeramente la pérdida por fricción según HanzenWilliams en el tramo de succión, por lo cual decimos que:NPSH disponible >NPSH RequeridoDatos:(Máxima temperatura del agua 3.6.1.3 covenin 1376)Donde:La Pérdida de fricción en la tubería viene dada por:
  • NPSH (Cabeza neta de succión positiva) es igual a:Longitud tubería = (2.5 + 0.4)= 2.9mLongitud equivalente:Cantidad Accesorio Equivalencia en metros1 Codo 90º 4pulg 31 Válvula de compuerta 6.6Σ L Total = 3 m + 6.6 m Σ L Total = 9.6Sustituimos valores de Longitud tubería y en por lo que decimos que:Determinamos el diámetro para sustituir en la ecuación de Hazen Williams.Decimos que:DIAMETREO EXTERIERD ext. D int.
  • Luego sustituimos para hallar el valor de J como lo establece la norma NFPA 13. Para poder multiplicarel resultado por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y Evaluamos:⁄⁄⁄Quiere decir que por cada metro de tubería de 4” recorrida en metros el sistema de extinción deincendio pierde ⁄Determinamos la perdida por fricción en este diámetro tubería de 4”⁄Luego al resultado de se transforma a metros de columna de agua (mca), multiplicando por laconstante 10,22mca que equivalen a 1 Bar. Porque algunos fabricantes bombas así lo establecen:Se sustituye en la Ecuación de=
  • Escogencia da la bomba Según matemática.=Una bomba de 10 hp en adelante.Escogencia de la bomba según curvasCurvas caracteristicas
  • La bomba escogida entra dentro de los parámetros por que el