Problema numero 1 de hidráulica
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Este documento describe un proyecto para instalar una tubería de 2.800 metros de longitud para suministrar agua desde una bomba a un depósito. Se pide determinar el diámetro de la tubería, calcular las pérdidas de carga y la sobrepresión por golpe de ariete. También se pide disponer las válvulas necesarias para proteger la tubería y timbrarla una vez instaladas las válvulas.
Problema numero 1 de hidráulica
- 1. Cátedra de Ingeniería Rural Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real 1 Se pretende instalar una tubería de fibrocemento de 2.800 m de longitud para alimentar desde un grupo de bombeo a un depósito de regulación de una población. El caudal a suministrar es 28,80 m3 /h, y la diferencia de cotas entre el depósito y el grupo de bombeo es de 70 m. El perfil de la tubería esquematizado es el siguiente: 30 m. 20 m. 20 m. DEPOSITO 1.480 m. 1.300 m. BOMBA Se pide: a) Determinar el diámetro de la tubería y las pérdidas de carga (despreciar las pérdidas de carga en puntos singulares. b) Calcular la sobrepresión producida por el golpe de ariete. Representarla gráficamente en el mismo perfil. c) Disponer las válvulas de retención necesarias para proteger la tubería frente al golpe de ariete. d) Timbrar la tubería, una vez dispuestas las correspondientes válvulas de retención.
- 2. Cátedra de Ingeniería Rural Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real 2 Apartado a). Si elegimos un diámetro de tubería de 100 mm podemos comprobar que para un caudal de 28,80 m3 /h ≈ 8 l/s le corresponde una velocidad de 1,02 m/s (pág. 16 del Prontuario de Hidráulica), que es una velocidad razonable. Calculamos ahora la pérdida de carga: LJhc ⋅= Al tratarse de una tubería de fibrocemento, la pérdida de carga unitaria J será, según la expresión de Scimemi: 3 79,1 79,479,179,4 1070,10 3600 80,28 1,0000984,0QD000984,0J −−− ⋅= ⋅⋅=⋅⋅= m.c.a.3096,2928001070,10h 3 c ≅=⋅⋅= − Apartado b). Para determinar la sobrepresión causada por el golpe de ariete calcularemos en primer lugar el tiempo crítico: m .crít Hg VLK 1T ⋅ ⋅⋅ += Según la tabla del Prontuario de la pág. 32 el valor de K es 1. s91,3 )3070(8,9 02,128001 1T .crít = +⋅ ⋅⋅ +=
- 3. Cátedra de Ingeniería Rural Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real 3 A continuación hallamos la longitud crítica: 2 Ta L .crít .crít ⋅ = Como valor de la celeridad podemos tomar el dado en la tabla de la pág. 30 del Prontuario de Hidráulica y tantearemos con tubería de 15 atm, es decir, tanteamos con una presión doble a la altura geométrica. m/s1010a = m5,1974 2 91,31010 2 Ta L .crít .crít = ⋅ = ⋅ = Como 1974,5 m < 2800 m la impulsión será larga. La sobrepresión causada por el golpe de ariete será: m.c.a.10612,105 8,9 02,11010 g Va H ≅= ⋅ = ⋅ =∆
- 4. Cátedra de Ingeniería Rural Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real 4 Apartado c) Apartado d)