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• David DT

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Examen Parcial de Acueductos y Alcantarillados Programa de Ingeniería Civil-Facultad de Ingeniería Universidad de Medellín 1)

(1.0) Sobre la tubería que conecta los tanques T-1 a T-3 se ha decidido colocar un tanque de quiebre de presiones (T-2), dividiendo la conducción en dos tramos como se muestra en la siguiente figura, con la intención de reducir las presiones en la tubería y por ende obtener un diseño más económico. Se presenta una discusión sobre los caudales en cada uno de los tramos de la conducción, con respecto al caudal inicial Q0, cuando no existe el T-2 en el sistema.

Constructor: El caudal que fluye por los dos tramos #1 y #2 son iguales y son el mismo caudal inicial (Q0=Q1=Q2). Por lo tanto al T#3 sigue llegando el mismo caudal inicial Q0. Interventor: El Tramo #1 tiene mayor capacidad hidráulica que cuando no existía el T-2, por lo tanto Q1>Q0, entonces por el principio de continuidad Q1=Q2 y ahora va a llegar más agua al T-3 Diseñador: El Tramo #2 tiene menor capacidad hidráulica que el Tramo #1 y que la capacidad que tenía la conducción cuando no existía el T-2, por lo tanto el caudal que llega al T-3 es Q2 y en el T-2 debe haber un rebose. 2)

(1.0) Se tiene un sistema de acueducto que alimenta dos tanques T1 y T2 desde el desarenador, como se muestra en la siguiente figura. Por razones operativas se busca que a los dos tanques llegue el mismo caudal, para lo cual se ha citado un comité de obra donde se escucharon los siguientes conceptos y/ o soluciones para lograr dicho cometido:

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Constructor: Se deben separar las conducciones hacia los dos tanques desde el desarenador instalando una tubería paralela, en el mismo diámetro que la tubería actual va del desarenador hasta el nudo2. Interventor: Se debe instalar un tanque de quiebre de presiones en el nudo dos desde el cual salgan las tuberías al mismo nivel hacia los tanques T1 y T2. Diseñador: Debido a que el tanque T2 se encuentra más bajo que el tanque T1, se coloca una Válvula Reguladora de Presión (VRP) con la consigna que quiebre 15 mca, sobre la tubería que alimenta el tanque T2. 3)

(1.5) El municipio de El Tamarindo está dividido en cuatro zonas y cuenta con dos tanques de abastecimiento interconectados como se muestra en el esquema siguiente. Normalmente las válvulas V-1 a V-4 se mantienen abiertas. De acuerdo con el esquema y la información mostrados a continuación, calcular:

a)

La demanda horaria máxima (QMH) en el sistema en litros por segundo: QMH __(L/s)

b)

Si se cierra el tramo A-B, cual es el caudal máximo que puede entregar el T#2 sin que se presenten problemas de presión a la entrada de las zonas Z#3 y Z#4, Q= (L/s).

c)

Se decide hacer un mantenimiento que empieza a las 13 horas en las zonas Z#1 y Z#2, primero se cierra la V#2 y cuando se estabiliza el flujo en el sistema (10 minutos) se cierra la válvula V#1 con un tiempo de maniobra T M= 20 segundos. ¿Cuál es la sobrepresión máxima por golpe de ariete en la conducción T#1 –A. DPga= (mca)

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Coeficientes de Consumo K1*K2 Z#1 y Z#3 y Rango Horario Z#2 Z#4 00--03

0,1

0,3

03--06

0,7

0,6

06--09

2,1

1,1

09--12

1,1

1,9

12--15

1,2

1,5

15--18

1,7

1,3

18--21

0,8

0,9

21--24

0,3

0,4

QMH Z#1 y Z#2

Z#3 y Z#4

Espesor pared tubería(mm) Total

8,43

Rugosidad Ks (mm) Densidad del agua

0,003

(Kg/m3)

998,92

Módulo elasticidad del PVC (Gpa)

2,75

Módulo elasticidad del agua (Gpa)

2,179

Viscosidad Cinemática del agua (cm2/s)

0,01056

Presión de trabajo de la tubería (mca)

Tramo

Longitud (m)

D(mm)

∑Km

T#1--A A--B

820 650

202,17 202,17

8 9

B--T#2

350

202,17

10

112,5

Punto

T#1

A

B

T#2

Cota (msnm)

378

325

318

360

Zona Qmed (L/s)

Z#1 5

Z#2 9

Z#3 16

Z#4 7