Post on 02-Jan-2016
Cálculos hidráulicos de fuentes ornamentales con auxilio de Hojas de Cálculo electrónicas.
Cálculos hidráulicos para fuentes ornamentales
AUTOR: Juan E. González Fariñas (jgfarina@ull.es)En colaboración con Safe-Rain S.L www.saferain.com
Introducción de datos de las tuberías y sus accesorios.
Resultados de los cálculos de las pérdidas de carga en tuberías.
Propiedades del agua (Consulta opcional)
Información adicional de coeficientes de pérdidas de carga en accesorios.
Ejemplo de cálculo de pérdidas de carga resuelto
Cálculos hidráulicos de fuentes ornamentales con auxilio de Hojas de Cálculo electrónicas.
Cálculos hidráulicos para fuentes ornamentales
AUTOR: Juan E. González Fariñas (jgfarina@ull.es)En colaboración con Safe-Rain S.L www.saferain.com
Introducción de datos de las tuberías y sus accesorios.
Resultados de los cálculos de las pérdidas de carga en tuberías.
Propiedades del agua (Consulta opcional)
Información adicional de coeficientes de pérdidas de carga en accesorios.
Ejemplo de cálculo de pérdidas de carga resuelto
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input data PROGRAMA DE CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE CARGA
output data
TUBERÍA RECTA EQUIVALENCIAS DE TRAMO RECTO DE PÉRDIDAS EN ELEMENTOS
a) Introducir datos Accesorios de diám. Constante Número
Q = 6.92 l / s Codos rectos (radio largo)
L recta total = 50.00 m Codos rectos (radio medio)
94.00 mm Codos rectos (radio corto) 2e = 0.007 mm
Temperatura = 25.0 Válvulas compuerta 1Válvulas de globo
b) Resultados obtenidos Válvulas de ángulo
Válvulas de mariposa
velocidad 0.9972 m/ s Válvulas de retención
Entrada desde depósito
viscosidad f(tª) 0.0092 Salida de la tubería
0.05 m Ensanchamiento brusco
Re 102,057 adimensional Estrechamiento brusco
f = 0.0183 Otros
FUNCION-OBJETIVO: 0.000 Otros
L. equiv. acc. total = 10.216 m60.216 m0.594 m
D interior =
Codos de 450
(0 C)
cm2 / sv 2 / 2g =
L equiv. Total =
Sh f =
EQUIVALENCIAS DE TRAMO RECTO DE PÉRDIDAS EN ELEMENTOS
0.60 0.000.80 0.000.90 9.240.36 0.000.19 0.98
10.00 0.005.00 0.00
0.002.50 0.000.50 0.001.00 0.00
0.000.00
0.15 0.000.00
10.22
total 1 (m) :
K accesorio l equiv. Accesorio (m)
l equiv. accesorio
Continuar
Determinar la presión, en m.c.a., en la base de la boquilla tipo “Columna de espuma”/ SAFE-RAIN (punto 2) mostrada en la figura si la bomba estuviese suministrando un caudal de 415 lpm con una presión en su salida (punto 1) de 18 m.c.a. En la tabla se muestran los requerimientos de caudal y presión en la base de la tobera para diferentes alturas de la columna de espuma.
18-2.5
Q (lpm) = 415
p1 (m.c.a.) =(Z1 - Z2) (m) =
Continuar
Solución:La presión, en m.c.a., en la base de la boquilla (punto 2) se puede obtener como resultado de aplicar la ecuación de Bernoulli entre los puntos 1 y 2:
p2 (m.c.a.) = (Z1 - Z2) + p1 (m.c.a.) + V1 2/ 2g - V2 2/ 2g - hf totales
Siendo la tubería de diámetro constante, la ecuación anterior queda como:
p2 (m.c.a.) = (Z1 - Z2) + p1 (m.c.a.) - hf totales
De los datos del problema se tiene que:
Las pérdidas de carga hf totales se obtienen de las Hojas de este Libro Excel de Cálculos.
input data
output data
TUBERÍA RECTA
a) Introducir datosQ = 6.92
L recta total = 50.0094.00
e = 0.007Temperatura = 25.0
b) Resultados obtenidos
velocidad 0.9972
viscosidad f(tª) 0.00920.05
Re 102,057f = 0.0183
FUNCION-OBJ. 0.000L. equiv. acc. total = 10.216
60.2160.594
D interior =
v 2 / 2g =
L equiv. Total =
Sh f =
PROGRAMA DE CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE CARGA
TUBERÍA RECTA EQUIVALENCIAS DE TRAMO RECTO DE PÉRDIDAS EN ELEMENTOS
Accesorios de diám. Constante Número
l / s Codos rectos (radio largo) 0.60m Codos rectos (radio medio) 0.80
mm Codos rectos (radio corto) 2 0.90mm 0.36
Válvulas compuerta 1 0.19Válvulas de globo 10.00Válvulas de ángulo 5.00Válvulas de mariposa
m/ s Válvulas de retención 2.50Entrada desde depósito 0.50Salida de la tubería 1.00
m Ensanchamiento brusco
adimensional Estrechamiento brusco
Otros 0.15Otros
mm total 1 (m) :
m
K accesorio
Codos de 450
(0 C)
cm2 / s
l equiv. accesorio
CONTINUAR
EQUIVALENCIAS DE TRAMO RECTO DE PÉRDIDAS EN ELEMENTOS
0.000.009.240.000.980.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
10.22
l equiv. Accesorio (m)
Vista de la Hoja de Resultados de pérdidas de carga
18-2.50.59
Q (lpm) = 415
14.9
p1 (m.c.a.) =(Z1 - Z2) (m) =
h f totales (m) =
Finalmente: p2 (m.c.a.) = (Z1 - Z2) + p1 (m.c.a.) - hf totales
p2 (m.c.a.) =REGRESAR
output data RESULTADOS DE LOS CÁLCULOS:
V = 1.00 m/ sv 2 / 2g = 0.05 m
Re = 102.057 adim.f = 0.0183 adim.
FUNCION-OBJ. 0.001l equiv. acc. total = 10.22 m
L equiv. Total = 60.22 m Sh f = 0.59 m
RESUMEN:Pérdidas de carga en tubería recta (m) = 0.49Pérdidas de carga en los accesorios (m) = 0.10Pérdidas de carga totales (m) = 0.59
Notas para obtener el resultado de los cálculos:-. En Excel 2003: situar el ratón sobre la celda naranja/ Herramientas/ Buscar Objetivo/ Con el valor 0/ Para cambiar la celda B8.
-. En Excel 2007: Datos/ Análisis y si../ Buscar Objetivo
output data RESULTADOS DE LOS CÁLCULOS:
V = 1.00 m/ sv 2 / 2g = 0.05 m
Re = 102.057 adim.f = 0.0183 adim.
FUNCION-OBJ. 0.001l equiv. acc. total = 10.22 m
L equiv. Total = 60.22 m Sh f = 0.59 m
RESUMEN:Pérdidas de carga en tubería recta (m) = 0.49Pérdidas de carga en los accesorios (m) = 0.10Pérdidas de carga totales (m) = 0.59
Notas para obtener el resultado de los cálculos:-. En Excel 2003: situar el ratón sobre la celda naranja/ Herramientas/ Buscar Objetivo/ Con el valor 0/ Para cambiar la celda B8.
-. En Excel 2007: Datos/ Análisis y si../ Buscar Objetivo
TABLA. PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
1 2 3 4 5
Temperatura Peso Densidad Viscosidad Viscosidad
específico dinámica cinemática
T g r m n
0 9806 999.9 1.792 1.7925 9807 1000.0 1.519 1.519
10 9804 999.7 1.308 1.30815 9798 999.1 1.140 1.14120 9789 998.2 1.005 1.00725 9778 997.1 0.894 0.89730 9764 995.7 0.801 0.80435 9749 994.1 0.723 0.72740 9730 992.2 0.656 0.66145 9711 990.2 0.599 0.60550 9690 988.1 0.549 0.55655 9666 985.7 0.506 0.51360 9642 983.2 0.469 0.47765 9616 980.6 0.436 0.44470 9589 977.8 0.406 0.41575 9560 974.9 0.380 0.39080 9530 971.8 0.357 0.36785 9499 968.6 0.336 0.34790 9466 965.3 0.317 0.32895 9433 961.9 0.299 0.311
100 9399 958.4 0.284 0.296
( 0C ) N/ m3 Kg/ m3 Pa*s x 10 -3 cm2/ s x 10 -2
* g = 9806 N/ m3
Carga a presión absoluta del vapor (m) vs. Temperatura 0C
Carga a presión absoluta del vapor (m) vs. Temperatura 0C
TABLA. PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
6 7 8
Tensión Carga a presión Módulo Temperatura
superficial de vapor Elasticidad Vol.
s B T
m Pa (adim.)
7.62 0.06 204 0 1.7807.54 0.09 206 5 1.5087.48 0.12 211 10 1.2997.41 0.17 214 15 1.1337.36 0.25 220 20 1.0007.26 0.33 222 25 0.8917.18 0.44 223 30 0.7987.10 0.58 224 35 0.7227.01 0.76 227 40 0.6566.92 0.98 229 45 0.6016.82 1.26 230 50 0.5526.74 1.61 231 55 0.5096.68 2.03 228 60 0.4746.58 2.56 226 65 0.4416.50 3.20 225 70 0.4126.40 3.96 223 75 0.3876.30 4.86 221 80 0.3646.20 5.93 217 85 0.3456.12 7.18 216 90 0.3266.02 8.62 211 95 0.3095.94 10.33 207 100 0.294
pv * Visc cinem T / Visc cinemT = 200C
N / m x 10 -2 ( 0C )
Carga a presión absoluta del vapor (m) vs. Temperatura 0C
Carga a presión absoluta del vapor (m) vs. Temperatura 0C
TABLA. PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
1
Temperatura
T
(adim.)
1.002 01.002 51.002 101.001 151.000 200.999 250.997 300.996 350.994 400.992 450.990 500.987 550.985 600.982 650.980 700.977 750.974 800.970 850.967 900.964 950.960 100
g T / g T = 20 0C
( 0C )
Tabla del Manual de EPANET en Español
Efecto de la Presión atmosférica con la altitud. Se puede determinar con la fórmula siguiente:Pa (m) = 10,33 – Altitud (m) / 900
Efecto de la Presión atmosférica con la altitud. Se puede determinar con la fórmula siguiente:Pa (m) = 10,33 – Altitud (m) / 900