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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

JOHAN PEÑA

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y

YAURI

ALCANTARILLADO

Contenido I.

RESUMEN ...................................................................................................................... 3

II.

ABSTRACT ................................................................................................................ 3

III.

OBJETIVOS ................................................................................................................ 3

IV.

MARCO TEÓRICO .................................................................................................... 4

V.

PROCEDIMIENTO .................................................................................................... 6

VI.

RESULTADOS DE LABORATORIO ....................................................................... 7

VII.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................ 13

VIII.

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................... 13

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ABASTECIMIENTO DE AGUA Y

YAURI

ALCANTARILLADO

I.

RESUMEN

Dentro de un sistema de abastecimiento de agua, se le llama línea de conducción, al conjunto integrado por tuberías y dispositivos de control, que permiten el transporte de agua en condiciones de calidad, cantidad y presión de la fuente de abastecimiento hasta el sitio donde será distribuido. La pérdida de carga en una tubería o canal, es la pérdida de energía dinámica del fluido debida a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las contiene. Pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o accidental o localizada, debido a circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula.

II.

ABSTRACT

The flow of a liquid in a piping comes accompanied of a loss of energy, that often he expresses himself in terms of energy for weight unit of circulating fluid. The drop in charge is related to other variables flowed dynamic according to the type of flow, laminating or turbulent. In addition to the linear drops in charge (through the conduits), singular drops in charge in concrete points like elbows, ramifications, valves, etc. Also take place. For it we will analyze a system for gravity to be able to determine the drop in charge for friction and for singularities in the system.

III.

OBJETIVOS  Analizar las perdidas por fricción en tuberías  Determinar la dependencia del gasto con el material y diámetro del tubo.  Determinar las variaciones del caudal por perdida de carga.  Determinar las pérdidas de carga por singularidad.

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IV.

MARCO TEÓRICO 1. Análisis de carga por fricción y pérdida de carga

El flujo de un líquido en una tubería viene acompañado de una pérdida de energía, que suele expresarse en términos de energía por unidad de peso de fluido circulante, que se denomina pérdida de carga y que tiene dimensiones de longitud. Estableciendo la ecuación de energía entre dos secciones de una tubería (Primer Principio de Termodinámica: Q-W=ΔE), se tiene:

Al trabajo consumido por los esfuerzos viscosos, se le suele denominar energía perdida (Wviscoso= Ep). Al término de energía perdida por unidad de peso se le denomina pérdida de carga hp, que con las consideraciones anteriores tiene la expresión:

En el caso de tuberías horizontales, la pérdida de carga se manifiesta como una disminución de presión en el sentido del flujo. 2. Pérdida lineales Las pérdidas lineales son las producidas por las tensiones viscosas originadas por la interacción entre el fluido circundante y las paredes de la tubería. En un tramo de tubería de sección constante la pérdida de carga, además de por un balance de energía como lo anteriormente desarrollado, se puede obtener por un balance de fuerzas en la dirección del flujo: fuerzas de presión + fuerzas de gravedad fuerzas de rozamiento viscoso = 0; lo que lleva a la ecuación:

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Las características de los esfuerzos cortantes son muy distintas en función de que sea flujo laminar o turbulento. En el caso de flujo laminar, las diferentes capas del fluido discurren ordenadamente, siempre en dirección paralela al eje de la tubería y sin mezclarse, siendo el factor dominante en el intercambio de cantidad de movimiento (esfuerzos cortantes) la viscosidad.

3. Pérdida por singularidad Las pérdidas singulares son las producidas por cualquier obstáculo colocado en la tubería y que suponga una mayor o menor obstrucción al paso del flujo: entradas y salidas de las tuberías, codos, válvulas, cambios de sección, etc. Normalmente son pequeñas comparadas con las pérdidas lineales, salvo que se trate de válvulas muy cerradas. Para su estimación se suele emplear la siguiente expresión:

4. Combinación de tuberías

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ALCANTARILLADO En una instalación de transporte de fluidos, pueden encontrarse tuberías acopladas en serie, en paralelo o como una combinación de ambas. En las tuberías en serie, el caudal que circula por ellas es el mismo, y la pérdida de carga total es suma de la de cada una, por lo que se puede considerar como una única tubería cuyo término resistente es la suma de los términos individuales. Se define resistencia de una tubería al factor que multiplicado por el cuadrado del caudal nos da la pérdida de carga:

V.

PROCEDIMIENTO  Materiales 

Estante de flujo de fluidos



Determinar un tramo específico de análisis.



Accesorios – “tubos” (diámetro conocido, material – PVC)



Medidor de caudal



Bomba centrífuga



Tanques



Manómetro



Agua



Cronómetro



Recipientes



Válvulas

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 Pasos: 1. Planteamiento de un modelo hidráulico por gravedad: Con la finalidad de poder analizar las pérdidas por fricción y singularidad. 2. Modelamiento y análisis con el WAATER CAD: Detallaremos todos los paso seguidos para el modelamiento. 3. Realizar el análisis de pérdidas por fricción y singularidad por medio de hojas Exel. 4. Realizamos las comparaciones entre ambos resultado obtenidos tanto por el WATER CAD y por las hojas Exel.

VI.

RESULTADOS DE LABORATORIO 1. Planteamiento de un modelo hidráulico por gravedad.

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2. Modelamiento y análisis con el WAATER CAD

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ALCANTARILLADO DIBUJAMOS LA RED DE TUBERIAS

COLOCAMOS LOS DATOS DEL TANQUE

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ALCANTARILLADO CALCULO DE PERDIDAD

PERDIDA POR CARGAS

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PERDIDA POR FRICCION

EXCEL

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VII.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  La perdida por singularidad es en porcentaje varía entre 10-20% de la perdida por carga y la pérdida por fricción que es mayor varía entre 8090% de la pérdida total de carga. Los métodos analíticos no varían mucho en sus resultados.  El

programa

waltercad

ofrece

mucha

versatilidad

para

el

modelamiento y para el análisis de perdida de carga ofreciendo resultados

confiables

en

comparación

a

los

calculados

matemáticamente por Excel.

VIII.

BIBLIOGRAFIA  HUGON, A. 1983. Cálculos y Ensayos: Estudio para los Proyectos. Barcelona-España: TECNICOS ASOCIADOS S.A, 1983.  MOTT, R. 1996. Mecánica de Fluidos Aplicada. México: PRENTICE HALL LATINOAMERICANA, 1996.  SALDARRIAGA, Juan G. 1998. Hidráulica de Tuberías. Colombia: McGraw-Hill INTERAMERICANA, 1998. 958-600-831-2.

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