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1.3 Calculo de la Demanda y Gasto de Operación1.4 Calculo de Unidades de Consumo1.5 Calculo de Perdidas de Presión
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7/17/2019 Unidad 1 Instalaciones Hidráulicas
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U N ID AD 1 IN STALACIO N ESH ID RÁU LICAS
1.3 Calculo de la Demanda y Gasto de Operación
1.4 Calculo de Unidades de Consumo1.5 Calculo de Perdidas de Presión Equipó #
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1.3 Calculo de la Dem anda yGasto de Operación
es un con!unto de tu"eras y cone$iones dedi%erentes di&metros y di%erentes materiales' paraalimentar y distri"uir a(ua dentro de la
construcción.
Dotación de agua para el consumo diario
)as instalaciones *idr&ulicas dentro de laconstrucción a(rupan a las si(uientes redes detu"eras+, -u"eras del medidor a la cisterna al tinaco o alos mue"les., -u"eras de la cisterna al tinaco o al equipo de
presión., -u"eras del tinaco o del equipo de presión a losmue"les.Las características que deben tener estas redesson las siguientes:
/ De"en de conducir el a(ua a presión con unmnimo de p0rdidas de car(a./ De"en de instalarse con %acilidad.
/ De"en de durar "astante tiempo
)os aparatos pueden diidirse en tres(rupos de acuerdo con el uso al cualse destinan +1) Evacuadores, 2. C., in(itorios, ertederos2) De limpieza de objetos, re(aderos, )aaplatos, )aaderos3) De higiene corporal, )aa"os, 6e(aderas, -inas
, 7idets
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• Para el proyecto de suministro de a(ua de un edi%icio setendr& que determinar la cantidad total de a(ua necesariapara satis%acer las necesidades que se requieran
au$ili&ndose en tres m0todos+
* mtodo estadístico: !litros " persona " día)#* mtodo es la demanda de agua:!litros " minuto)* uso del concepto de equivalencia de los aparatos en unidadmueble:$%)
Una e8 determinada lacantidad de a(ua quese necesita sedeterminaran tam"i0nlos alores que de"ede tener las
capacidades detinacos cisternas y losdi&metros de lastu"eras y lascapacidades de las"om"as
En instalaciones
hidr&ulicas dotaci'nsigni(ica:)a cantidad de a(ua enpromedio que consumeuna persona durante elda para cu"rir susnecesidades "&sicas y la
unidad de medición es9lts.:
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consumos de agua mediosaceptables por habitante por día
-ipo de edi%icación Dotación
;a"itación en 8onas rurales <5 lts.= persona = da
;a"itación tipo popular 15> lts.= persona = da
Departamento de lu!o 5> lts.= persona = da
6esidencias con al"erca 5>> lts.= persona = da
Edi%icio de o%icinas ?> lts.= persona = da
;oteles con todos los sericios >>@ 5>> lts.= persona = da
Cines lts.=espectador =%unción
a"ricas sin=consumo=industrial A>@1>> lts.= o"rero = da
7aBos p"licos >>@5>> lts.= persona = da
Escuelas primarias 5> lts.=alumno = da
Escuelas secundarias y superiores 5>@1>> lts.= alumno = da
Clu"es con sericio de "aBos 3>>@5>> lts.= "aBista = da
6estaurantes 1>@15 lts.= comensal = da
)aanderas >@4> lts. = (. de ropa seca
;ospitales re(ionales >> lts.= cama = da
;ospitales de 8ona 3>> lts.= cama = da
;ospitales con todos los sericios 35>@1>>> lts.= cama = da
ardines 5 lts.= m de c0sped
Fseo de "aBos lts.= m de super%icie
Gara!e pu"lico 5>>> lts.= edi%icio
6ie(o de patio lts.=m de super%icie
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Tipo de edifcación Dotación
Hoteles y casas dedepartamentos
200-450 lts.persona día
!asas de ofcinas "0-#20 lts.persona día
consumo de a(ua m&s coneniente para losdistintos aparatos y la presión media necesaria
$%&
%parato
$'&Di(metro
dela tubería$pulgadas
&
$!&)resión$*gcm2
&
$D&!audallts. porminuto
+a,abo a / 0.5 #2
1rio de cierreautom(tico
/ 0.3 #0
+a,abo publico a / 0.3 #5
regadero de / / 0." #5
'a6era / 0." 25
+a,adero / 0." 20
Ducha / 0.5 20
7ater closet con tan8uede descarga
a / 0.5 #2
7ater closet con ,(l,ulade descarga
# 0.3 a#.4"
35 a #50
9ingitorio con ,(l,ula dedescarga
# #.0: "0
9anga de ;ardín< de #5
m.
/ 2.#: 20
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M étodo de Hunter=l m>todo pretende e,aluar el caudal m(?imo probable y se basa en el
concepto de 8ue@nicamente unos pocos aparatos< de todos los 8ue est(n conectados alsistema< entrar(n enoperación simult(nea en un instante dado. =l eecto de cada aparato 8ueorma parte de un grupo numeroso de elementos similares< depende deA
B !audal del aparato< o sea el Cu;o 8ue de;a pasar el ser,icio $8&.B recuencia de usoA tiempo entre usos sucesi,os $T&.
B Duración de usoA tiempo 8ue el agua Cuye para atender la demanda delaparato $t&.i se considera 8ue en una instalación de n aparatos< un n@mero m de >stos seencuentre enuncionamiento simult(neo por m(s del #E del tiempo< se puede e?presar asíA
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) es la probabilidad de no encontrar ning@n aparatouncionando.+os t>rminos altantes de la serie sonA
8ue corresponde a la orma dada en las tablas de distribución binomialde probabilidades<e?cepto 8ue la e?presión $# - p& reemplaFa al t>rmino 8 de las tablas.=l caudal de dise6o se determina de acuerdo conG
donde 8 es el caudal promedio 8ue utiliFa uno de los aparatossupuestos.
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M étodo de Hunter M odificado=ste m>todo se deri,a del anteriorG y la obtención de las unidades de
consumo se realiFa de ormaid>nticaG la modifcación se da en la lectura del caudal m(?imo probable<8ue se halla de lasfguras # y 23G donde se realiFa una reducción del caudal promedio de losaparatos respecto del8ue usa el m>todo original.
igura I #.a. !JKL% D= D=9%D% HJT=K 9MDNN!%D
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igura I #.b. !JKL% D= D=9%D% HJT=K 9MDNN!%DM
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Una unidad de
consumo es elcaudal querequiere porminuto cadaaparato para su
"uen%uncionamiento yes equialente aunos 5 litros porminuto.
1.4 Calculo de Unidad de Consum o
U n i d a d e s de c o n s u m oFparato o (ruposde aparatos
UsoPu"lico
UsoParticular
orma deinstalación
2ater closet 1> A &lula dedescar(a
2ater closet 5 3 -anque dedescar(a
)aa"o 1 Gri%o7aBera 4 Gri%oDuc*a 4 &lula
me8cladorare(adero 4 Gri%oPileta de o%%ice 3 / Gri%oin(itorio depedestal
1> / &lula dedescar(a
in(itorio mural 5 / &lula dedescar(a
in(itorio mural 3 / -anque dedescar(a
Cuarto de "aBo
completo
/ < &lula de
descar(a para el2C.Cuarto de "aBocompleto
/ A -anque dedescar(a para el2C.
Duc*a adicional / alularme8cladora
)aadero / 3 Gri%oCom"inación de%re(adero
laadero.
/ 3 Gri%o
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Consum o Potale
Para casas uni%amiliares yedi%icios con pocos sericiosinstalados est& !usti%icadotomar nte(ramente estasci%ras porque e$isten pocosaparatos y es admisi"le quetodos ellos puedan %uncionar
simult&neamente.
Fl(unas instalaciones pueden presentarnecesidades especiales en cuyo caso el caudalnecesario de"e determinarse de modo que satis%a(aa dic*as necesidades.
. En los *oteles casas deo%icinas escuelas y casascon muc*as iiendas sinem"ar(o es ra8ona"le y*a"itual admitir que notodos los aparatos%uncionansimult&neamente.
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M étodo de Calculo
)a %inalidad de esta metodolo(a de c&lculo es la de di%undiruna %orma sencilla de o"tener los di&metros mnimosrequeridos en una instalación *idr&ulica (aranti8ando elsuministro de a(ua adecuado y necesario lo cual redundar&en un e%iciente %unciona@miento ' as como en un a*orrosu"stancial en el costo de la instalación.
Presión inicial o presión de la red
Estimación de la demanda 9Gasto H litros por minuto ). P. .:
Determinación del di&metro del medidor
P0rdidas de presión en el medidor 9Pm H I(=cm:
P0rdidas de presión por altura 9P* H I(=cm: .Presión de salida en el mue"le m&s des%aora"le 9Ps H I(=cm:
Presión li"re 9Pl H I(=cm:
)on(itud equialente 9) H m:
actor de presión 9p H I(=cm:
Di&metro del ramal principal 9J H pul(: y elocidad de %lu!o 9 H m=s:
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1.! Calculo de Perdidas de Presión
!lasifcación de lasp>rdidas de carga
En la pr&ctica las tu"eras no est&n constituidas e$clusiamente portu"os rectilneos y no siempre comprenden tu"os del mismo di&metro.;ay tam"i0n pie8as especiales tales como contadores codos &lulaspie8as de deriación reducción o aumento de di&metro etc.
responsa"les de nueas p0rdidas que a continuación se descri"en+
erdidas por (ricci'n !arga o +ozamiento),Kon ocasionadas por el moimiento del a(ua en la propia tu"era que causa una cada depresiónconsiderando que el caudal est& muy a%ectado por las p0rdidas de presión por %ricción en elinterior de los tu"os de"er& tenerse en cuenta est0 importante %actor en la determinación
de los di&metros.Ki se *a %i!ado de antemano una p0rdida de car(a admisi"le y compati"le con la presión quese desea conserar para el a(ua las ta"las permitir&n determinar el di&metro m&sconeniente para cada alor del caudal del a(ua.)as tu"eras de co"re latón y pc como no tienen ru(osidades est&n incluidas entre las lisas.)as tu"eras de *ierro y acero (alani8ado y las de %undición al paso de los aBos se uelen"astantes ru(osas y por lo tanto de"en ele(irse sus di&metros con mayor *ol(ura.
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%todo de longitud equivalente de tuberías
• Consiste en sumar a la e$tensión del tu"o para e%ecto de c&lculo
e$tensiones tales que correspondan a la misma perdida de car(a quecausaran las pie8as especiales e$istentes en la tu"era.
• F cada pie8a especial corresponde una cierta e$tensión %icticia y adicional.
una e$tensión irtual de tu"era se puede calcular por la %ormula de
Darcy@2eis"ac*.
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valores para las e-tensiones (icticias correspondientes a las piezasespeciales . prdidas m&s (recuentes en tuberías,
Di(metro$)lg.&
!odo:0I
!odo45I
Te1iro de
:0I
Te)asorecto
L(l,ulade
compuerta
L(l,ulade
plato
L(l,ulade
(ngulo
O 0.0 0.20 0.45 0.#0 0.0" 2.25 #.20
/O 0."0 0.40 0.:0 0.20 0.#2 4."0 2.45
PO 0.35 0.45 #.20 0.25 0.#5 ".#0 ."5
#O 0.:0 0.55 #.50 0.23 0.20 3."0 4."0
#QO #.20 0.0 #.0 0.40 0.25 #0.50 5.50
#/O #.50 0.:0 2.#5 0.45 0.0 #.50 ".30
2O 2.#5 #.20 .05 0."0 0.40 #".50 .50
2/O 2.45 #.50 ."5 0.35 0.50 #:.50 #0.50
O .05 #.0 4."0 0.:0 0."0 24.50 #2.20
/ O ."5 2.#5 5.50 #.#0 0.30 0 #5
4O 4.25 2.45 ".40 #.20 0.0 3.50 #".50
5O 5.20 .05 3."0 #.50 # 42.50 2#
" ".#0 ."5 :.#5 #.0 #.20 50 24.50
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!alculo por la e?presión general
de las perdidas locales.est& "asada en el teorema 7orda@70lan(erel cual dice Len cualquier ensanc*amiento"rusco de sección *ay una p0rdida de car(alocal medida por la altura cin0ticacorrespondiente a la p0rdida de elocidadM.Por lo que la perdida local se consideracomo una %unción directamente
proporcional de la car(a de elocidad esdecir+