Post on 03-Sep-2015
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WATERCAD V8I
Hebel Olivas Hidalgo
Ing. Sanitario
ESCENARIOS Y ALTERNATIVAS.
Los modelamientos hidrulicos se pueden desarrollar considerando
ALTERNATIVAS distintas, que en su conjunto pueden ser utilizadas para la
construccin de un ESCENARIO distinto al inicial. Por consiguiente el
ESCENARIO esta compuesto por distintas alternativas.
En el ESCENARIO es posible visualizar el tipo de CALCULATION OPTION
Eleccin del
Escenario
Edicin de
escenarios
Eleccin de
Alternativas
Fsicas
Demanda
Se puede crear escenarios diferentes.
En este cuadro
se puede elegir
las alternativas
que definirn las
caractersticas
del escenario
Se puede elegir
el tipo de
calculo
En la alternativa Fsica: Physical se pueden modificar las tuberas en sus
caractersticas.
El nombre de la alternativa
El check
indica al
elemento a
cambiar
Se puede modificar el dimetro, el tipo de material, el C, entre las
principales utilidades.
SELECCIN EL ESCENARIO DEL PROCESO
SIMULACION EN PERIODOS EXTENDIDOS- FLUJO NO
PERMANENTE
EPS
Se utilizan PATRONES DE USO con CURVAS DE MODULACION.
- Se obtienen curvas de variacin de presin en los nudos.
- Se puede modelar el comportamiento de la bomba en funcin al nivel
del tanque.
TALLER 3:
MODELAMIENTO CON BOMBA, TANQUE
OBS: Este modelamiento es hipottico con fines
educativos
Datos del tanque
Elevacin del RESERVOIR:
198.00
PRV:
Presin de salida:
39.00m
BOMBA: PUMP
Se puede modelar una bomba y su curva de funcionamiento considerando a
la tubera de interconexin entre el RESERVOIR y la PUMP, con un dimetro
GRANDE y una longitud PEQUEA. Con una elevacin igual a la del
RESERVOIR
A continuacin se define las CURVA DE LA BOMBA:
La bomba se puede definir con 3 puntos, siendo el punto
intermedio el que se debe aproximar al valor real.
IMPORTANTE: La curva de la bomba se puede aproximar a la
curva del fabricante con mayor cantidad de puntos.
Se debe de elegir PUMP DEFINITION
Se elije la curva pre definida en Pump definition.
CREACION DE INGRESO DE PATRONES HIDRAULICOS DE
DEMANDA
CREACION DE INGRESO DE PATRONES
HIDRAULICOS DE DEMANDA
Start Time 12:00:00 AM.
0.5 as the Starting Multiplier.
Pattern Format menu select Stepwise.
DOMESTICO
0.5 as the Starting
Multiplier.
Time from
Start
Multiplier
3 .4
6 1
9 1.3
12 1.2
15 1.2
18 1.6
21 .8
24 .5
PARA EL TALLER DE AULA
COMERCIAL
0.4 as the Starting
Multiplier.
Start Time 12:00:00 AM.
Pattern Format menu select Stepwise.
Time
from Start
Multiplier
3 .6
6 .8
9 1.6
12 1.6
15 1.2
18 .8
21 .6
24 .4
DATOS DE CONSUMO POR CONEXIN SEGN CATEGORIAS
(m3/mes/cnx) DOMESTICO
CONSUMO UNITARIO C/MEDIDOR 52.59
CONSUMO UNITARIO S/MEDIDOR 55.22
COMERCIAL
CONSUMO UNITARIO C/MEDIDOR 52.47
CONSUMO UNITARIO S/MEDIDOR 55.09
INDUSTRIAL
CONSUMO UNITARIO C/MEDIDOR 51.68
CONSUMO UNITARIO S/MEDIDOR 55.09
ESTATAL
CONSUMO UNITARIO C/MEDIDOR 146.64
CONSUMO UNITARIO S/MEDIDOR 153.97
SOCIAL
CONSUMO UNITARIO C/MEDIDOR 232.84
CONSUMO UNITARIO S/MEDIDOR
MULTIFAMILIAR
CONSUMO UNITARIO C/MEDIDOR 115.68
CONSUMO UNITARIO S/MEDIDOR 121.46
TIPOS DE DEMANDA (Ejemplo de consumo)
Agregar la demanda comercial al Nodo: J-1
JUNCTION DEMANDA
RESIDENCIAL DEMANDA
COMERCIAL
J-2 0.38 0.13
J-3 0.38 0.18
J-4 0.38 0.25
J-5 5.83
J-6 4.67 1.27
LLENAR LA TABLA SIGUIENTE:
Con demandas diferenciadas
Se creara un tercer patrn: denominado: INCENDIO
Nota: Los patrones hidrulicos
se pueden aplicar a los
caudales de los nodos y grifo
contraincendios.
Se creara un patrn de incendio al
Hidrante H-1
Calculation Times:
Modificar a EPS
Para modificar el tipo de calculo en el
tiempo se despliega la siguiente
pestaa.
TALLER 4
MODELAMIENTO CON SISTEMA DE BOMBA A RESERVORIO DE
CABECERA: SEGN EL RNE
Al ejemplo anterior reubicamos el TANK-1, y creamos al PSV-1
Esta estructura es un artificio para que la descarga se produzca en la parte
superior del tanque.
TANK PSV
A la tubera de
interconexin entre el
PSV y el Tank le
asignamos un
dimetro de 1000mm
Considerar dimetro del tanque: 10m
MENU COMPONENT CONTROLS - CONDITIONS
CONTROLES DE APAGADO Y ENCENDIDO DE LA BOMBA
ACTIONS
ENLAZAMOS LAS CONDUCIONANTES Y LAS ACCIONES
OPERATIONAL OPTION SE PUEDE RENOMBRAR
Para utilizar los controles creados procedemos a crear una alternativa en
OPERATIONAL
Probar disminuyendo
el volumen del
tanque y el
funcionamiento de la
bomba
DARWIN CALIBRATOR
CALIBRACION DEL MODELAMIENTO HIDRAULICO
Objetivo:
En base a un sistema existente poder ajustar y corregir los
valores de la rugosidad de las tuberas antiguas para poder
CALIBRAR el modelamiento EXISTENTE.
Errores del modelo existente:
- Coeficiente de perdidas de carga.
- Perdidas de agua en el sistema.
- Variacin por antigedad de las curvas caractersticas de las bombas.
- Estado de las vlvulas reductoras (sostenedoras ) de presin.
- Esquematizacin de la red.
- Bolsas de aire en las lneas.
Informacin de entrada para realizar la CALIBRACION:
- Medicin de los niveles en los tanques.
- Caudales en los equipos de bombeo y rebombeo.
- Caudal de ingreso a los sectores de servicio.
- Medicin de presin de ingreso a los sectores de servicio.
Aplicacin:
- Principalmente a redes primarias.
Variables para ajustar:
- Coeficientes de friccin de las tuberas.
- Demandas de agua en los nodos.
- Dimetro de las tuberas.
Mtodo de calculo:
Mtodo de algoritmos genticos.
Los Algoritmos Genticos (AGs) son mtodos adaptativos
que pueden usarse para resolver problemas de bsqueda
y optimizacin. Estn basados en el proceso gen tico de
los organismos vivos. A lo largo de las generaciones, las
poblaciones evolucionan en la naturaleza de acorde con
los principios de la seleccin natural y la supervivencia de
los ms fuertes, postulados por Darwin (1859). Por
imitacin de este proceso, los Algoritmos Genticos son
capaces de ir creando soluciones para problemas del
mundo real. La evolucin de dichas soluciones hacia
valores ptimos del problema depende en buena medida
de una adecuada codificacin de las mismas.
Taller 04
Se debe ordenar las tuberas y los nodos
Desarrollar el siguiente ejemplo, teniendo en consideracin la
numeracin de los nodos y el material de las tuberas.
INGRESO DE DATOS:
ELEVACION DEL RESERVOIR: 200.00
En la practica es el nivel de agua del reservorio.
Label
Presion (m H2O)
Modelo inicial
Presion (m H2O)
Medida en
campo
J-6 74.58 69.20
J-8 96.31 90.30
J-10 78.38 72.25
Se observa que las presiones medidas en campo son menores a las
presiones del modelo inicial
Configuracin del modelo para calibracin.
New calibration study.
Crear nueva DATA SNAPSHOT
RENOMBRAR
Verficar que el TIME sea 12:00 a.m o 00:00
Hacemos click en el PUNTERO y seleccionamos los nodos J-6; J-8 y J-10
Procedemos al llenado de informacin en los nodos, es decir las
presiones medidas en campo.
Ingresamos a la pestaa Roughness Group, que se refiere a los grupos de rugosidad.
Hacer New y en Label escribir: Asbestos Cement
En Element Ids desplegar el y hacer click en el cursor.
Seleccionar todas las tuberias de Asbesto Cement
Desplegamos la pestaa Calibration Criteria
Ejecucin de la calibracin optimizada (Automtico):
Cambiamos de nombre
Configurar como se muestra:
Verificar que el campo este activo:
Hacer clik en COMPUTE, para procesar la calibracin.
Al final se visualiza la siguiente ventana:
Se obtuvo una solucin, con lo cual se ajusto el valor C de rugosidad a 86.10
En la pestaa de Simulated Results se tienen dos atributos para visualizar, el
primero Hydraulic Grade, te muestra la diferencia entre lo observado y lo
simulado o calibrado.
Por tanto se concluye que la calibracin es una aproximacin a lo real.
Exportar la calibracin en un ESCENARIO Nuevo:
Se hace click en OK
Finalmente se muestran dos escenarios, que se distinguen por el valor de C
asumido en las tuberas de asbesto y cemento.
DARWIN DESIGNER
DIMENSIONAMIENTO OPTIMO DE REDES DE AGUA POTABLE
Se dimensiona considerando el dimetro y costo unitario respectivo.
Se utiliza el criterio de dimetro mnimo y por tanto mnimo costo.
Se utilizara las redes base del ejemplo anterior:
- Material de tuberas: PVC
- Dimetro para todos los tramos: 400mm
DATOS COTAS DEMANDA
J-1 120 32
J-2 125 45
J-3 110 32
J-4 130 32
J-5 127 45
J-6 115 32
J-7 115 45
J-8 120 32
J-9 110 32
J-10 112 32
J-11 113 32
Cota de RESERVOIR
160
Se hace click en New Designer Study y se crea un nuevo estudio de diseo:
Se crea en New, el Primer Modelamiento.
Condiciones de diseo: Se establece las presiones y velocidades permisibles.
Se debe de seleccionar la pestaa Pressure Constrains y seleccionar con el
smbolo cursor los nodos a modelar.
A continuacin se muestran los nodos que estn condicionados en
presin mnima y mxima
A continuacin se elije la pestaa Flow Constrains, y con el smbolo cursor se
seleccionan todas las tuberas del diseo.
Y de esa manera se muestran las tuberas seleccionadas.
Se procede a hacer click a la pestaa Design Groups, con lo cual se
hace click al smbolo del cursor, con lo cual a la ventana saliente se le da
OK. Finalmente se observa la siguiente ventana:
Se elije la pestaa Cost/ Properties
Se crea una sub carpeta a
New Pipe y la
denominamos Costos
tuberas
Se procede a llenar el cuadro con los siguientes costos:
En la pestaa Design
Type elegir Minime
Costo
Ejecucin del dimensionamiento optimo (Automtico)
En la pestaa Design Groups en la parte cost/properties selecccionar
costos tuberas.
En la pestaa Options se tiene lo siguiente:
Se observa que el programa podra emitir 3 soluciones.
Se hace click en COMPUTE
Se obtiene la siguiente ventana:
Se hace click en Close
Luego se tiene 3 soluciones y su
resumen:
Exportacin de resultados en ESCENARIOS
En algunas versiones no se obtiene el
ESCENARIO con los dimetros modificados,
pero como se tiene los dimetros ya
mejorados se puede crear manualmente
una alternativa y un escenario
ANALISIS DE LA CALIDAD DE AGUA EN REDES DE AGUA POTABLE
Objetivo:
Determinar el cloro residual en cualquier punto de la red.
Normativa:
Las muestras tomadas en cualquier punto de la red de distribucin
no debern contener menos de 0.5mg/L de cloro residual libre en el
noventa por ciento (90%) del total de muestras tomadas durante un
mes. Del 10% restante ninguna debe contener menos de 0.3mg/L y
la turbiedad deber ser menos de 5 UNT.
Condiciones:
- El sistema Watercad debe de estar en EPS, simulacin en periodo extendido.
- El patrn de incendio no se debe de evaluar en este escenario.
PRIMERA SIMULACION DENOMINADA:
VARIACION DEL CLORO RESIDUAL EN EL SISTEMA.
Se procede a crear la alternativa
de Cloro Residual en Constituent
(constituyente)
Hacer click a la pestaa
Se crea otro
Constituents, y se
ingresa los valores
siguientes:
Tasa de
reaccin masiva
Se selecciona Cloro
como constituent.
Configuramos la concentracin de cloro residual en el RESERVOIR
Se ingresa el valor inicial Setpoint Booster
Configuramos CALCULATION OPTION
Se puede crear un nuevo Calculation Option
con el cual se elije el numero de horas para el
modelamiento, con lo cual modelaremos el
sistema para un tiempo de 24 horas.
Hydraulic Time Step (hour) de 1 horas.
IMPORTANTE: En CALCULATION TYPE
seleccionar CONSTITUENT
Creamos un nuevo SCENARIO
Con lo cual definimos las alternativas y opciones de calculo correspondientes,
luego procedemos a correr el modelamiento.
Visualizacin del cloro residual por PIPE
Resultados:
Determinacin de la edad del agua:
Se crea una alternativa de Age
denominada edad del agua:
Tambin se le conoce como el
tiempo de permanencia del
agua.
Se debe de verificar que la edad inicial de todos los componentes
sea igual a cero.
Se crea una nueva Calculation Option
Importante en calculation type
seleccionar Age
Se procede a crear el SCENARIO
EDAD DEL AGUA, seleccionando las
alternativas correspondientes.
Finalmente se puede visualizar en un
Grafico del Tanque la curva de la
edad del agua.
Curso de Watercad V8i: Ing. Hebel Olivas Hidalgo