Problemas abasteci

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
FACULTAD DE INGENIERIA – DAICS - E.A.P. INGENIERÍA CIVIL
ABASTECIMIENTODEAGUAYALCANTARILLADO
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 1

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:
segltQdiseño 1.2=
mL 380=
Cota de captación= 2500 m.s.n.m
Cota de reservorio= 2450 m.s.n.m
140=c
SOLUCION
 Hallando ""
S
1316.0
380
24502500)(Recot)(cot
=
−
=
−
=
L
servorioacaptacióna
S
 Ahora hallando ""
D
38.0
54.0
338.0
54.0
1316.01002785.0
101.2
2785.0 





=





=
−
xx
x
xCxS
Q
D
"
61.11.4041.0 ≡≡= cmmD
Considerandodo "
2=D

sm
x
xx
A
Q
V /04.1
)0508.0(
101.24
2
3
===
−
π
Considerandodo "
5.1=D
sm
x
xx
A
Q
V /84.1
)0381.0.0(
101.24
2
3
===
−
π
∴Tomando el diámetro comercial: ""
261.1 ≡≡D
Luego comprobando con el nuevo diámetro
mcmD 0508.008.52"
≅≅≅
Corrigiendo “S”
85.1
63.2
385.1
63.2
0508.01402785.0
101.2
2785.0 





=





=
−
xx
x
xCxD
Q
S
0251.0=S
mxSxLhf 54.93800251.0 ===
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:
smQ /4.0 3
=
100=C
Solución
smQ /4.0 3
=

mL 500=
?¿−=D
mL 500=
Aplicando Bernoulli entre “B” y “A”
f
AA
A
BB
B h
g
VP
Z
g
VP
Z +++=++
22
22
γγ
f
A
AB h
P
ZZ ++=
γ ……………….(1)
i) Asumiendo V=1.5 m/s
"8.2258.0
50.1
40.044
==== m
x
x
xV
xQ
D
ππ
Tomando el diámetro comercial:
mcmD 60.06024"
=≡≡
Entonces: sm
x
x
A
Q
V /41.1
60.0
40.04
2
===
π
Calculando la pendiente ""S
85.1
63.2
85.1
63.2
60.01002785.0
40.0
2785.0






=





=
xxxCxD
Q
S
00468.0=S
Luego: 500000468.0 xSxLhf ==
mhf 40.23=
ii) Asumiendo D=700 mm=28”
Luego sm
x
x
A
Q
V /04.1
70.0
40.04
2
===
π
85.1
63.2
85.1
63.2
70.01002785.0
40.0
2785.0






=





=
xxxCxD
Q
S
00221.0=S
Luego: 500000221.0 xSxLhf ==
mhf 05.11=
Reemplazando en (1)
∴ mZB 15.14205.1110.131 =+=
m05.4110.10115.142 =− 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, 3.11 =K y densidad es 7). Se desea:
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 PQ :
86400
cióniseñoxDotaPoblaciónD
QP =
7760# xidadlotesxDensiseñoPoblaciónD ==
.5320HabiseñoPoblaciónD =
86400
2505320x
QP =
• Hallando el volumen del reservorio ( RV )
321 VVVVR ++=
RESERVANDIOCONTRAINCEREGULACIÓNR VVVV ++=
• Hallando ( 1V )
PxQV 25.01 =
lt
m
x
dia
seg
x
seg
lt
xV
1000
1
1
86400
39.1525.0
3
1 =
3
1 4.332 mV =

segltV /3324241 =
• Hallando ( 2V )
Como en este caso la población es < 10 000, entonces no consideramos volumen contra incendio.
02 =V
• Hallando ( 3V )
)0424.332(33.0)(33.0 213 +=+= VVV
3
3 70.109 mV =
Entonces reemplazando en:
321 VVVVR ++=
70.1090424.332 ++=RV
3
10.442 mVR =
b) Calculando el caudal a bombear ( BQ )
B
mdB
T
xQQ
24
=
• Calculando el caudal máximo diario ( mdQ )
Pmd xQKQ 1=
39.153.1 xQmd =
segltQmd /012.20=
∴ 24
24
012.20 xQB =
segltQB /012.20=
c) Calculando el equipo de bombeo a usar:
segltQB /012.20= , PVC(C=140)
• Cálculo de los diámetros
 Tubería de impulsión
Bi QxXD 4/1
3.1=
24
24
24
== BT
X
1=X
Luego: "37.71839.01839.0020012.03.1 ==== xDi
)
)200("8 mmDi =
A
Q
Vi =
sm
x
x
A
Q
Vi /64.0
70.01416.3
020012.04
2
===
 Tubería de succión
Se toma un diámetro mayor que el de impulsión

)250("10 mmDSUCCION =
sm
x
x
A
Q
VS /41.0
250.01416.3
020012.04
2
===
segltQB /012.20=
, PVC(C= smVS /41.0= (¡NO CUMPLE! )
Por lo tanto tomamos:
)150.0("6 mDIMPULSIÓN
=
)200.0("8 mDSUCCION =
Sumergencia
1.05.2 += SUCCIÓN
DS
1.02.05.2 += xS
6.0=S
• Cálculo de la altura dinámica total ( DTH )
Altura estática total =Hs+Hi
Hi=38 m
Hs=5 m
Altura estática total=43 m
 Perdida en la succión ( "8=Ds )
Viendo la tabla para encontrar las perdidas de longitud equivalentes para "8=Ds , 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 :
m4.62
SxLhf =
00206512.0
20.01402785.0
020012.0
2785.0
85.1
63.2
85.1
63.2
=





=





=
xxxCxD
Q
S
4.62002065.0 xSxLhfsuccion ==
1289.0=fsuccionh
 Perdidas en la impulsión ( "6=impulsionD )
-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
Longitud equivalente total: 214.30
SxLhf =
0084.0
150.01402785.0
020012.0
2785.0
85.1
63.2
85.1
63.2
=





=





=
xxxCxD
Q
S

3.2140084.0 xSxLhfsuccion ==
mhfsuccion 80.1=
• Altura de velocidad de descarga
?¿
2
2
−−−=
g
Vd
Hallando la velocidad de descarga ( dV )
)150.0("6 mDimpulsion =
sm
x
x
A
Q
Vi /13.1
150.01416.3
020012.04
2
===
smVi /13.1=
smVV id /13.1==
81.92
13.1
2
22
xg
Vd
=
0651.0
2
2
=
g
Vd
Encontramos la altura dinámica total ( DTH )
DTH =Altura estática total+ perdidas de succión + perdidas de impulsión + altura de velocidad
de descarga.
0651.07941.11289.043 +++=DTH
mHDT 988.44=
Con los valores de mHDT 988.44= y sltQB /012.20=
HP
xxxxQxH
pot DT
12
75
4510012.20)1000(
75
)( 3
===
−
γ
d) Si dd NPSHNPSH > 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
min1024.3 36
cmx a una población a la que se le considera una dotación de diahablt /./150
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 mhQ en lt/s, ya que el gasto que sale del reservorio hacia la red es mhQ
33
3
3
3
6
100
1
1
1000
60
min
1024.3
cm
m
x
m
lt
x
seg
x
mim
cm
xQmh =
sltQmh 54=
dmh QKQ 2=

2K
Q
Q mh
d = pd QQ =
8.1
54
=dQ
sltQd 30=
86400
# iónidadxDotaclotesxDens
Qd =
86400
1506#
30
xlotesx
=
loteslotes 2880# =
Realice el diseño de las pendientes del siguiente sistema de alcantarillado.
SOLUCIÓN
1000
)(00
0 mxLS
H =
Asumiendo 00
0
min 10=S
Tramo 1-2
∴ m
x
H 80.0
1000
8010
==
Como no cumple con la altura de buzón en el punto 2

Entonces:
Corrigiendo la pendiente
00
025
080.0
8.968.98
=
−
=S
Tramo 2-3
Como tiene el mismo desnivel y la misma distancia del tramo 1-2
00
000.25
080.0
8.948.96
=
−
=S
Tramo 1-4
00
033.33
06.0
8.968.98
=
−
=S
Tramo 2-5
00
033.33
06.0
8.948.96
=
−
=S
Tramo 3-6
00
033.33
06.0
8.928.94
=
−
=S

Tramo 4-5
00
000.25
08.0
8.948.96
=
−
=S
Tramo 5-6
00
000.25
08.0
8.928.94
=
−
=S
FIGURA FINAL

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