UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
FACULTAD DE INGENIERIA – DAICS - E.A.P. INGENIERÍA CIVIL
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
E.A.P. INGENIERÍA CIVIL
CURSO: ABASTECIMIENTO DE AGUA Y
ALCANTARILLADO.
TEMA: PROBLEMAS RESUELTOS DE LINEAS DE
CONDUCCION, LÍNEAS DE
ADUCCIÓN, LINEAS DE IMPULSION,
RESERVORIO, POBLACIÓN FUTURA,
ALCANTARILLADO.
Docente: Ing. Edgar Sparrow Álamo Página 0
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ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
EJERCICIOS RESUELTOS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
Problema 1.-Hallar el diámetro y la perdida de carga de la línea de conducción para la siguiente
figura. Que cuenta con los siguientes datos:
Qdiseño 2.1lt seg
L 380 m
Cota de captación= 2500 m.s.n.m
Cota de reservorio= 2450 m.s.n.m
c 140
SOLUCION
Hallando "S "
S cot a(captación ) cot a(Re servorio ) 2500 2450 0.1316
L 380
Ahora hallando "D "
D Q 0.54 0 .38 0.2785 2.1x10 3 0.54 0 .38
0.2785 xCxS x100 x0.1316
D 0.041 m 4.1cm 1.61"
Considerandodo D 2"
V Q 4 x 2.1x10 3 1.04 m / s
A x(0.0508 )2
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Considerandodo D 1.5"
V Q 4 x 2.1x10 3 1.84 m / s
A x(0.0.0381 )2
Tomando el diámetro comercial: D 1.61" 2"
Luego comprobando con el nuevo diámetro
D 2" 5.08 cm 0.0508 m
Corrigiendo “S”
S Q 2.63 1.85 0.2785 2.1x10 3 2.63 1.85
0.2785 xCxD x140 x0.0508
S 0.0251
h f SxL 0.0251 x380 9.54 m
Problema 2.-Hallar el nivel del fondo del reservorio y el diámetro de la tubería de aducción para
obtener una presión en el punto A de 30 m. Considerando los siguientes datos:
Q 0.4m3 / s
C 100
Solución
Q 0.4m3 / s Página 2
L 500 m
D ¿ ?
L 500 m
Aplicando Bernoulli entre “B” y “A”
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ZB PB V 2 ZA PA V 2 hf
B A
2g 2g
ZB ZA PA hf ……………….(1)
i) Asumiendo V=1.5 m/s
D 4 xQ 4 x0.40 0.58 m 22 .8"
xV x1.50
Tomando el diámetro comercial: D 24 " 60 cm 0.60 m
Entonces: V Q 4 x0.40 1.41m / s
A x0.60 2
Calculando la pendiente " S "
S 0.2785 Q 2.63 1.85 0.2785 0.40 1.85
xCxD x100 x0.60 2.63
S 0.00468
Luego: h f SxL 0.00468 x5000
h f 23 .40 m
ii) Asumiendo D=700 mm=28”
Luego V Q 4 x0.40 1.04 m /s
A x0.70 2
S 0.2785 Q 2.63 1.85 0.2785 0.40 1.85
xCxD x100 x0.70 2.63
S 0.00221
Luego: h f SxL 0.00221 x5000
h f 11 .05 m
Reemplazando en (1)
Z B 131 .10 11 .05 142 .15 m
142 .15 101 .10 41 .05 m más por encima del punto A
Estará el nivel del fondo del reservorio.
Problema 3.-Se va a realizar un proyecto de abastecimiento de agua para una urbanización que
cuenta con 760 lotes (considerar dotación 250 lt/hab./dia, K1 1.3 y densidad es 7). Se desea:
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a) El volumen del reservorio a construirse
b) El caudal a bombear , si tendrá un régimen de 24 horas de bombeo
c) El equipo de bombeo a usar, si el material será PVC(C=140)
d) Que ocurre cuando NPSHd>NPSHr
1)Válvula de retención liviano
2)Codo 90º radio largo
3)Válvula compuerta
SOLUCIÓN
a) Hallando QP :
QP PoblaciónD iseñoxDota ción
86400
PoblaciónDiseño #lotesxDensidad 760x7
PoblaciónDiseño 5320Hab.
QP 5320 x250
86400
Hallando el volumen del reservorio ( V R )
VR V1 V2 V3
V V V VR REGULACIÓN RESERVA
CONTRAINCE NDIO
Hallando ( V1 )
V1 0.25 xQ P
V1 0.25 x15 .39 lt x 86400 seg x 1m 3
seg 1dia 1000 lt
V1 332 .4m 3
V1 332424 lt / seg
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Hallando ( V2 )
Como en este caso la población es < 10 000, entonces no consideramos volumen contra incendio.
V2 0
Hallando ( V3 )
V3 0.33(V1 V2 ) 0.33(332 .424 0)
V3 109.70m3
Entonces reemplazando en:
VR V1 V2 V3
VR 332 .424 0 109 .70
VR 442 .10 m 3
b) Calculando el caudal a bombear ( QB )
QB Qmd x 24
TB
Calculando el caudal máximo diario ( Qmd )
Qmd K1 xQ P
Qmd 1.3x15 .39
Qmd 20 .012 lt / seg
QB 20 .012 x 24
24
QB 20 .012 lt / seg
c) Calculando el equipo de bombeo a usar:
QB 20 .012 lt / seg , PVC(C=140)
Cálculo de los diámetros
Tubería de impulsión
Di 1.3 xX 1/ 4 QB
X TB 24
24 24
X 1
Luego: Di 1.3 x 0.020012 0.1839 0.1839 7.37" )
Di 8" (200 mm )
Vi Q
A
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Vi Q 4 x0.020012 0.64 m / s
A 3.1416 x0.70 2
Tubería de succión
Se toma un diámetro mayor que el de impulsión
DSUCCION 10" (250 mm )
VS Q 4 x0.020012 0.41m / s
A 3.1416 x0.250 2
Q B 20 .012 lt / seg , PVC(C=VS 0.41m / s (¡NO CUMPLE! )
Por lo tanto tomamos:
D IMPULSIÓN 6" (0.150 m )
DSUCCION 8" (0.200 m )
Sumergencia
S 2.5 DSUCCIÓN 0.1
S 2.5x0.2 0.1
S 0.6
Cálculo de la altura dinámica total ( H DT )
Altura estática total =Hs+Hi
Hi=38 m
Hs=5 m
Altura estática total=43 m
Perdida en la succión ( Ds 8" )
Viendo la tabla para encontrar las perdidas de longitud equivalentes para Ds 8" , tomamos:
- Válvula de pie con coladera ………………….……52
- como 90º radio largo ……………………………..…4.30
- Longitud tubería recta.............… 0.6+0.5+5 =6.10
Longitud equivalente total : 62 .4m
h f SxL
S Q 2.63 1.85 0.020012 1.85 0.00206512
0.2785 xCxD 0.2785 x140 x0.20 2.63
h fsuccion SxL 0.002065 x 62 .4 Página 6
h fsuccion 0.1289
Perdidas en la impulsión ( Dimpulsion 6" )
-Válvula de retención liviana………………………………………..12.5
-Válvula compuerta………………………………………………….…..1.10
-Codo 90º radio largo……………………………………………………20.40
Longitud tub. Recta ……1+62.4+90+1+37.2+0.2+0.1........192.80
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Longitud equivalente total: 214.30
h f SxL
S Q 2.63 1.85 0.020012 1.85 0.0084
0.2785 xCxD 0.2785 x140 x0.150 2.63
h fsuccion SxL 0.0084 x 214 .3
h fsuccion 1.80 m
Altura de velocidad de descarga
V 2 ¿ ?
d
2g
Hallando la velocidad de descarga ( Vd )
Dimpulsion 6" (0.150 m )
Vi Q 4 x0.020012 1.13 m / s
A 3.1416 x0.150 2
Vi 1.13m / s
Vd Vi 1.13m / s
V 2 1.13 2
d
2 g 2 x9.81
V 2 0.0651
d
2g
Encontramos la altura dinámica total ( H DT )
H DT =Altura estática total+ perdidas de succión + perdidas de impulsión + altura de velocidad
de descarga.
H DT 43 0.1289 1.7941 0.0651
H DT 44 .988 m
Con los valores de H DT 44 .988 m y Q B 20 .012 lt / s
pot ( ) xQxH DT (1000 ) x 20 .012 x10 3 x 45 12 HP
75 75
d) Si NPSH d > NPSH d entonces no se produce el fenómeno de cavitación
Problema 4.- La tubería que sale de un reservorio hacia la red de distribución lleva un gasto
de 3.24 x10 6 cm 3 min a una población a la que se le considera una dotación de
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150 lt / hab . / dia y los coeficientes máx. diario y máx. horario son 1.3 y 1.8 respectivamente.
Se quiere saber el # de lotes que tiene, si se considera una densidad poblacional de 6.
SOLUCIÓN
Hallando Q mh en lt/s, ya que el gasto que sale del reservorio hacia la red es Q mh
Q mh 3.24 x10 6 cm 3 x min x 1000 lt x 1m 3 3
mim 60 seg 1m 3 100 3 cm
Qmh 54lt s
Q mh K 2Q d
Qd Qmh Qd Qp
K2
Qd 54
1.8
Qd 30lt s
Qd # lotesxDensidadxDotación
86400
30 #lotesx6x150
86400
#lotes 2880lotes
Realice el diseño de las pendientes del siguiente sistema de alcantarillado.
SOLUCIÓN
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H S 000 xL(m)
1000
Asumiendo S min 10 0
00
Tramo 1-2
H 10 x80 0.80 m
1000
Como no cumple con la altura de buzón en el punto 2
Entonces:
Corrigiendo la pendiente
S 98 .8 96 .8 25 0
0 . 080 00
Tramo 2-3
Como tiene el mismo desnivel y la misma distancia del tramo 1-2
S 96 .8 94 .8 25 .00 0
0 .080 00
Tramo 1-4
S 98 .8 96 .8 33 .33 0
0 . 06 00
Tramo 2-5 Página 9
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S 96 .8 94 .8 33 .33 0
0 .06 00
Tramo 3-6
S 94 .8 92 .8 33 .33 0
0 .06 00
Tramo 4-5
S 96 .8 94 .8 25 .00 0
0 . 08 00
Tramo 5-6
S 94 .8 92 .8 25 .00 0
0 .08 00
FIGURA FINAL
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