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Las ecuaciones fundamentales de la hidráulica para el cálculo de perdidas de energía por fricción en tuberías de agua, incluyendo la ecuación de bernoulli y la ecuación de darcy-weisbach. Además, se discuten las consideraciones de velocidad y presión en la red de distribución de agua, así como las pérdidas de energía por fricción en la conducción y las pérdidas menores causadas por válvulas y accesorios.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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La red de distribución se debe calcular considerando la velocidad y presión del agua en las tuberías: CONSIDERACIONES DE VELOCIDAD Según el RNE vigente recomiendan valores de velocidad mínima de 0.6 m/s y velocidad máxima de 3 m/s para tubería de PVC, en casos justiciados se aceptará una velocidad máxima de 5 m/s. Si se tiene velocidades menores que la mínima, se presentaran fenómenos de sedimentación; y con velocidades muy altas, se producirá el deterioro de los accesorios y tuberías. CONSIDERACIONES DE PRESIÓN La presión mínima depende de las necesidades domésticas, y la máxima influye en el mantenimiento de la red, ya que con presiones elevadas se originan perdidas por fugas y fuertes golpes de ariete. El RNE, recomiendan que la presión mínima de servicio en cualquier parte de la red no sea menor de 10 mh20. y que la presión estática no exceda de 50 mh20.
Para calcular las pérdidas de energía por fricción en la conducción, entre otras ecuaciones, existen las de Darcy-Weisbach, Hazen - Williams, y Manning, de las cuales se recomienda utilizar la siguiente ecuación: hf = f LV^2/2Dg Donde: hf = Pérdida de carga (m). f = Coeficiente de fricción. V = Velocidad del flujo(m/s). L = Longitud de la tubería(m). D = Diámetro interior de la tubería(m)
Al final del dia, las pérdidas por fricción primaria se presentan porque al estar el fluido en movimiento habrá una resistencia que se opone a dicho movimiento, convirtiéndose parte de la energía del sistema en energía térmica, que se disipa a través de las paredes de la tubería por la que circula el fluido. Las válvulas y accesorios se encargan de controlar la dirección o el flujo volumétrico del fluido generando turbulencia local en el fluido, esto ocasiona una pérdida de energía que se transforma en calor. Estas últimas, las pérdidas son consideradas pérdidas menores ya que en un sistema grande las pérdidas por fricción en las tuberías son mayores en comparación a la de las válvulas y accesorios. En el caso de flujo laminar el factor de fricción depende únicamente del número de Reynolds. Para flujo turbulento, el factor de fricción depende tanto del número de Reynolds como de la rugosidad relativa de la tubería, por eso en este caso se representa mediante una familia de curvas, una para cada valor del parámetro k/D, donde k es el valor de la rugosidad absoluta, es decir la longitud (habitualmente en milímetros) de la rugosidad directamente medible en la tubería. BILIOGRAFIA J.M Azebedo Netto- Guillermo Acosta Álvarez Manual de Hidráulica (1975). Thomas D. Jordan Jr..Sistema de Agua Potable por Gravedad para Poblaciones Rurales (1988). Redes de distribución - Manual de diseño de agua potable y saneamiento. Comisión nacional de agua - México. Hernández Muñoz, Aurelio (1997). Saneamiento y alcantarillado. Vertidos residuales (5ª edición). Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. ISBN 84-380-0124-6.
