UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAE.A.P DE INGENIERA HIDRULICAI. INTRODUCCIONLas redes abiertas son conductos ramificados que se alimentan desde uno o varios suministros y conducen el agua entre ellos o desde ellos y los extremos finales por un nico recorrido posible.

El siguiente informe establecer forma generalizada algunos de los conceptos bsicos y ecuaciones elementales de Redes Abiertas y as mismo desarrollara un ejemplo planteado para poner en prctica toda la teora antes ya mencionada.

II. OBJETIVOS Disear una Red abierta. Aplicar la teora brindada en clase.

III. MARCO TERICO

REDES ABIERTASLas redes abiertas son conductos ramificados que se alimentan desde uno o varios suministros y conducen el agua entre ellos o desde ellos y los extremos finales por un nico recorrido posible.En puntos determinados de la red pueden ocurrir descargas o salidas de agua, adems de las posibles ramificaciones. Esos puntos se denominan nudos de consumo. Pero tambin es un nudo el punto donde cambian las caractersticas del conducto, como su dimetro o su rugosidad, as no haya consumo ni ramificacin.TanqueNudo 1Nudo 2Nudo 3Planta de una red abiertaNudo 4Extremo 1Extremo 2Extremo 3Extremo 4Extremo 5Extremo final: tanque, descarga a la atmsfera o inicio de otro conducto.

HIDRULICA DE LA CONDUCCINNudo jPlanta de una nudo tpicoConsumo qj

Continuidad. En cada nudo se plantea una ecuacin de continuidad. Sea Qi el caudal que circula por el tramo i, que termina en el nudo j, y sea qj el caudal que se descarga en el nudo j:

Qi = Qi+1 + qj

Energa. Entre el extremo de suministro, con frecuencia un tanque, y cada extremo, que puede ser una descarga sumergida en un tanque, una descarga libre a la atmsfera o el inicio de otro tubo se escribe la ecuacin de la energa:

Htanque de suministro = Hextremo final + Shf + ShL

DISEO DE LA RED: ESTUDIO DE LA ECUACIN DE LA ENERGA. Entre el extremo de suministro, con frecuencia un tanque, y cada extremo final, que puede ser una descarga sumergida en un tanque, una descarga libre a la atmsfera o el inicio de otro tubo, se escribe la ecuacin de la energa:Htanque de suministro = Hextremo final + Shf + ShL

Para el desarrollo que sigue se supone flujo permanente e incompresible y que se conocen el desnivel HT entre la superficie libre del tanque superior, abierto a la atmsfera, y los extremos de la red; las presiones se asumen manomtricas; se conocen las cotas en todos los nudos de consumo, la presin de servicio para cada usuario, los extremos son los medidores de consumo en la acometida de los usuarios con consumo constante y conocido en los nudos 1 a 4, as sea nulo, y en los extremos 1 a 5; longitudes, rugosidades y coeficientes de prdida local conocidos en los tubos 1 a 9.Debe determinarse el dimetro en cada tramo.

Continuidad en cada nudo:(1)

Ecuacin de la energa por cada recorrido, para el recorrido 1+2+3:

(2)

Velocidad media en cada tubo

rea de la seccin transversal del tubo

La prdida en cada tubo, a su vez, es: (3)

Estado de flujo:Reynolds (4)

Para calcular el factor de friccin, f, si el flujo es laminar:

Poiseuille, (5a)

Para calcular el factor de friccin, f, si el flujo es turbulento:

Colebrook-White, (5b)CMARA ROMPE-PRESINDepsito con superficie libre de agua y volumen relativamente pequeo, que se ubica en puntos intermedios de una tubera separndola en partes. Su funcin es reducir la presin hidrosttica a cero y establecer un nuevo nivel esttico aguas abajo.

IV. CALCULOSDatos:Nhabt/casa8cons/habt50lit/dia

N POBLAC.N CASASNHABITCONS lit/diaQ (lit/seg)Q (m^3/seg)P/( m.c.a)

254020000.0232.3148E-055

897236000.0424.1667E-055

9118844000.0515.0926E-055

11129648000.0565.5556E-055

122217688000.1020.000101855

13118844000.0515.0926E-055

141310452000.0606.0185E-055

172016080000.0939.2593E-055

0.4770.00047685

tramoLongitudCOTAS

Cota InicioCota final

154.7728962880

224.5028802878

3344.6428802800

4104.6928002800

544.0628002790

654.2827902786

752.4727902780

8166.1527802770

9-cam174.6127802750

cam-10104.3527502740

11127.2127402734

1245.5127402738

13148.4527382738

1496.2527382730

15208.1327302730

1672.4027302720

Visc. Cinemat. =1.141E-06Para 15C

N tramos red L =15

N extremos m =8

N de dimetros ASUMIR =7

material PVC E =0.0015mm

Solucin:Formulas a utilizar

1 Asumimos Dimetros desde el reservorio hasta el punto FinalTRAMO13579-camcam-10121416

DIAM pulg0.750.750.750.750.750.750.750.750.75

DIAM m0.019050.019050.019050.019050.019050.019050.019050.019050.01905

Reynolds27932.703326576.746824136.025121152.920917898.625417898.625414373.13868406.930115423.82588

Rugosidad7.874E-057.874E-057.874E-057.874E-057.874E-057.874E-057.874E-057.874E-057.874E-05

f0.02380.02410.02460.02550.02650.02650.02810.03250.0369

2 Calculamos Prdidas de carga y Presin para la tubera Principal:

TRAMOSPERDIDASPRESION

19.75406.2460

356.234330.0117

56.070133.9415

75.736338.2053

9-cam14.25450.0000

cam-108.51881.4812

122.53540.9458

142.12216.8238

160.754716.0691

3 Calculamos el dimetro asumiendo f= 0.02 mediante iteraciones:TRAMO 2Asumir f= 0.02ReynoldsE/D =f

tramo 20.005824437.51680.00025770.0393

0.006663876.78930.00022510.0410

0.006723844.46310.00022320.0411

0.006723842.44180.00022310.0411

Diam 20.0127m

Diam 20.5pulg

TRAMO 4Asumir f= 0.02ReynoldsE/D =f

Diam tramo 40.006547104.19770.00022920.0341

0.005768075.38480.00026050.0329

0.007236429.56620.00020740.0351

0.007336346.96160.00020480.0353

0.007336342.20220.00020460.0353

Diam 40.0127m

Diam 40.5pulg

TRAMO 6Asumir f= 0.02ReynoldsE/D =f

Diam tramo 60.005899655.581090.000254860.0313

0.006448826.175230.000232970.0321

0.006478783.102480.000231830.0322

0.006478780.740320.000231770.0322

Diam 60.0127m

Diam 60.5pulg

TRAMO 8Asumir f= 0.02ReynoldsE/D =f

Diam tramo 80.007228586.931390.000207770.0323

0.007957799.630740.000188720.0332

0.007997757.828430.000187710.0333

0.007997755.478070.000187650.0333

Diam 80.0127m

Diam 80.5pulg

TRAMO 11Asumir f= 0.02ReynoldsE/D =f

Diam tram 110.012515366.824460.000119870.0370

0.014164744.399630.000105960.0385

0.014264709.096430.000105180.0385

0.014274706.943620.000105130.0385

Diam 110.01905m

Diam 110.75pulg

TRAMO 13 Asumir f= 0.02ReynoldsE/D =f

Diam tram 130.016946708.953728.8543E-050.0347

0.018916009.902217.9317E-050.0358

0.019035971.278797.8807E-050.0359

0.019045969.003367.8777E-050.0359

Diam 5--120.01905m

Diam 5--120.75pulg

TRAMO 15Asumir f= 0.02ReynoldsE/D =f

Diam tram 150.009585933.527320.000156620.0360

0.010775276.621140.000139280.0372

0.010855239.90370.000138310.0373

0.010855237.704390.000138250.0373

Diam 5--140.0127m

Diam 5--140.5pulg

4 Mediante la frmula:

Despejamos para hallar el caudal

TRAMOPERDIDA DE CARGAD en pulg.LONGITUDfCAUDALCAUDAL

(asumido)(m)(Calculado)(m3/Seg)(Lit/Seg)

23.2460.524.500.04110.000113540.1135

425.0120.5104.690.03530.000164560.1646

632.9420.554.280.03220.000274700.2747

843.2050.5166.150.03330.000176750.1768

112.4810.75127.210.03850.000123950.1240

131.8240.75148.450.03590.000101970.1020

1511.0690.5208.130.03730.000075490.0755

V. RESULTADOS TRAMODIAMETROGASTO DE APORTE REAL (lit/Seg)GASTO DE APORTE CONDICIONADO (lit/Seg)CAUDAL SOBRANTECONDICION

(pulg)

20.50.11350.0230.0904Gasto regulado

40.50.16460.0420.1229Gasto regulado

60.50.27470.0510.2238Gasto regulado

80.50.17680.0560.1212Gasto regulado

110.750.12400.0600.0638Gasto regulado

130.750.10200.1020.0001Gasto regulado

150.50.07550.0510.0246Gasto regulado

TOTAL1.03090.38430.6467

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se logr disear una Red Abierta. Se practic la teora brindada en clase.

VII. BIBLIOGRAFA

1. Robert L. Mott: Mecnica de fluidos, Editorial Pearson, Sexta edicin, Mxico, 20062. Victor L. Streeter: Mecnica de fluidos, Editorial Mc Graw Gil, Novena edicin, Colombia, 20033. Oswaldo Ortiz Vera: Mecnica de Fluidos II, Per, 20074. Azevedo, Acosta: Manual de hidrulica, Editorial Harla, Sexta edicin, Brasil, 1976

Ingeniera Hidrulica I Red Abierta4