Calculo Cañerías

Agua potable

Instalaciones domiciliarias

CÁLCULO DE LA PERDIDA DE CARGA

EN CAÑERÍAS

• Sobre el punto de salida del artefacto situado más desfavorablemente la presión no debe ser menor a 4 mca para IDAP alimentadas desde la matriz, considerándose ésta en condición de presión de día de máximo consumo en período de punta.

• 7 mca cuando se abastece desde medios mecánicos.

• Velocidad superior a 2,5 m/s en las tuberías exteriores y de distribución principal y 2 m/s en las tuberías de la red interior

• Cuadro de diámetros y presiones

• El cálculo de las pérdidas de carga se iniciará en la llave de paso ubicada después del medidor.

• Continuando con las tuberías de la instalación interior y calentador empleado.


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• Pasos a seguir:

▫ 1. Realizar el trazado de la red interior de agua potable respecto de la ubicación de los artefactos, tratando de elegir los caminos mas cortos y/o los que produzcan menor perdida de presión.

▫ 2. Separar la instalación interior en tramos para facilitar el procedimiento de cálculo.


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▫ 3. Asignar letras o números a los tramos de cañerías para lograr hacer una total identificación de cada sector de la instalación y poder visualizar claramente las distancias y los fitting que se están utilizando. Se puede llegar hasta el artefacto o hasta el nudo desde donde se arranca hacia el artefacto, ambas formas están correctas sólo que una es mas exacta que la otra.

▫ 4. Crear una tabla que sea clara y que permita desarrollar el cálculo de manera ordenada


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▫ 5. Obtener la perdida máxima por roce a la que puede llegar nuestra instalación mediante la ecuación fundamental.

“Ecuación Fundamental – Perdida máxima de presión disponible por roce J”

Donde:J Perdida máxima de presión disponible por roce expresada

en m.c.a.Pi Presión dada por la prestadora de servicios sanitarios

expresada en m.c.a.J MAP Perdida de carga en el medidor expresado en m.c.a.


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▫ 6. Obtener la presión en la llave de paso colocada a continuación del medidor, que es desde donde se comienza el cálculo, para esto se debe descontar a la presión inicial de la matriz, ya conocida, la perdida de carga en el medidor determinada por medio de la Fórmula “Perdida de carga en el medidor J MAP”.


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▫ 7. Seleccionar un tramo

▫ 8. Calcular el gasto instalado para el tramo de cañería seleccionado.

▫ 9. Calcular el gasto máximo probable QMP por medio de la Fórmula “Caudal máximo probable”


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▫ 10. Determinar la velocidad del agua dentro de las cañerías de un tramo, corresponde a ingresar el valor del QMP para el tramo e ingresar de forma iterativa el diámetro interior de la cañería correspondientes a la Tabla “Diámetro interior de cañerías de cobre para agua potable domiciliaria” dentro de la Fórmula “Velocidad de agua en la cañería” hasta satisfacer las condiciones que limitan la velocidad (2.0 m/s y 2.5 m/s) según corresponda


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“Diámetro interior de cañerías de cobre para agua potable domiciliaria”


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“ Velocidad de agua en la cañería”

Donde V es la velocidad del fluido en la cañería

expresado en m/seg.QMP es Caudal máx. probable en el tramo en

Lt/min.D es el diámetro interior de la cañería en

mm.

CÁLCULO DE LA PERDIDA DE CARGA EN CAÑERÍAS

▫ 11. Cuantificar la perdida de carga unitaria de cañería, que corresponde a introducir los valores del QMP (lt/min) y el diámetro (mm) del tramo en la Fórmula “Perdida de carga unitaria en cañerías de agua fría” para obtener cuánto se pierde por metro lineal de cañería con dichas condiciones.


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“ Perdida de carga unitaria en cañerías de agua fría”

Donde J es la perdida de carga en m.c.a./m.QMP es Caudal máx. probable en el tramo en

Lt/min.D es el diámetro interior de la cañería en mm.


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▫ 12. Desglosar el tramo seleccionado en: cantidad de piezas especiales (tees, codos, llaves de paso, etc.) y metros de cañería.

▫ Codos de Radio largo


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▫ Codos de Radio corto

▫ Tee


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▫ Copla (entrada normal)

▫ Válvulas de retención


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• 13. Obtener la longitud equivalente a perdida de carga para cada una de las piezas ingresando en la Tabla “Longitudes equivalentes a pérdida de carga local para el cálculo según método fittingequivalente”, para esto es necesario identificar (tipo y diámetro) y ver cómo trabaja en el sistema cada una (sólo en el caso de las tee) y después, cuantificar el total de los metros de cañería del tramo. Luego, ingresar en forma ordenada, todos estos valores a la tabla de cálculo creada.


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▫ Estos valores de válvulas de tipo globo, se aplican también a llaves de jardín y válvulas o llaves de salida.


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▫ 14. Sumar las longitudes de las cañerías y las equivalentes a piezas especiales, para aplicar a este valor el coeficiente de perdida de carga unitaria, y el producto entre ambos factores determinará la caída de presión en el tramo estudiado.

▫ 15. Calcular la perdida de carga en un tramo. Se obtiene Multiplicando la suma de las longitudes (metros de cañería en el tramo + Pzs. Especiales) (Paso 14) con perdida de carga unitaria (Paso 11).


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• “Cota de los artefactos sanitarios mas utilizados”


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▫ 16. Determinar la presión disponible en un punto. Corresponde a restar o adicionar presión, según se amerite, a la presión de un punto cualquiera, considerando la perdida por roce en la cañería y la variación de cota.

▫ 17. En el caso del agua caliente, se comienza realizando el mismo procedimiento en los puntos 1 al 16. Para cuantificar la perdida de carga unitaria de cañería de agua caliente es análogo al trabajo con el agua fría y corresponde a introducir los valores del QMP (lt/min) y el diámetro (mm) del tramo de tubería para agua caliente en la Fórmula “Perdida de carga unitaria en cañerías de agua caliente”


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“ Perdida de carga unitaria en cañerías de agua Caliente”

Donde

J la perdida de carga en m.c.a./m.

QMP Caudal máx. probable en el tramo en Lt/min.

D el diámetro interior de la cañería en mm.


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EJEMPLO CALCULO• Paso 1: Trazar las cañerías

• Paso 2 y 3: Separar en tramos y asignarles letras

EJEMPLO CALCULO

• Paso 4: Crear una tabla de almacenamiento de datos

EJEMPLO CALCULO

• Paso 5: Perdida máxima por roce en cañerías

▫ Por factibilidad la presión disponible antes del MAP es de 20mca, la perdida depresión en el medidor es de 3.52mca la presión mínima que debemos tener en artefacto mas desfavorable ( para el ejemplo, la ducha del 2ºPiso) es de 4mca porque estamos abasteciendo a la vivienda desde la matriz y la variación de altura entre NPT de 1ºP y 2ºP es de 2.5m y la ducha está ubicada 2m por sobre el NPT del 2ºP.

Tenemos:J = 20mca – ( 3.52mca + 4mca ± ( 4.5m) )J = 20mca – ( 3.52mca + 4mca + ( 4.5m) ) [+Porque al subir

disminuye la presión]J = 7.98 mca

EJEMPLO CALCULO

• Paso 6: Obtener la presión en la llave de paso colocada a continuación del medidor

• Ya conocemos que nuestra presión disponible antes del medidor es de 20mca y que la perdida de presión en el medidor es de 3.52mca ,por lo tanto, sólo nos queda realizarla resta.

• Presión Ll paso post MAP = 20mca – 3.52mca

• Presión Ll paso post MAP = 16.48mca

EJEMPLO CALCULO

• Paso 8: Calcular el gasto instalado para cada uno de los tramos

• Utilizando el tramo (C-G) Lavaplatos, una lavadora y caldera y esta última debe surtir de agua caliente a toda la casa.

• El Gasto instalado Qi para el tramo es de 108 lt/min.

EJEMPLO CALCULO

• Paso 9: Calcular el gasto máximo probable QMP

• Paso 10: Determinar la velocidad del agua dentro de las cañerías

• Utilizando el QMP (C-G) = 43.81 lt/min y sabiendo que corresponde a una cañería interior que no puede tener una velocidad mayor 2.0m/s.

• Implícitamente este paso nos da el diámetro de la cañería.

EJEMPLO CALCULO

• Probamos con Cañería Cu tipo L 13mm (Ø int = 13.84mm)

• 1º Intento V = ( 21.221 * 43.81) / 13.84 ^2• V = 4.85 m/s, mucho mayor que 2.0 m/s• 2º Intento V = ( 21.221 * 43.81) / 19.94 ^2• V = 2.34 m/s, mayor que 2.0 m/s• 3º Intento V = ( 21.221 * 43.81) / 26.04 ^2• V = 1.37 m/s, cumple la condición de

velocidad.• Además de cumplir con la velocidad tenemos

que el diámetro de la cañería es de 25mm.

EJEMPLO CALCULO

• Paso 11: Cuantificar la perdida de carga unitaria de cañería

• Usando el tramo (C-G) con QMP = 43.81 lt/min y D int. = 26.04mm

• J af = ( 676.745 * 43.81 ^1.751 ) /

( 26.04 ^4.753 )

• J af = 0.09m/m o sea, 9cm por cada metro de cañería

EJEMPLO CALCULO

• Paso 12, 13 y 14: Desglosar el tramo seleccionado, obtener la longitud equivalente y Suma

• Continuando con el tramo (C-G) tenemos:

▫ 1 Unid Tee de paso directo 0.40m

▫ 1 Unid Codo 90º radio largo 0.40m

▫ 0.95 m Cañería de 25mm 0.95m Σ = 1.75m

EJEMPLO CALCULO

• Paso 15: Calcular la perdida de carga en un tramo

• Con el tramo (C-G), donde J af = 0.09m/m y una Σ = 1.75m tenemos que:

• La perdida en el tramo = 0.09m/m * 1.75m

• La perdida en el tramo = 0.17m = 17cm

EJEMPLO CALCULO

• Paso 16: Determinar la presión disponible en un punto

• Tomando el tramo (C-G) , donde

• la presión en el punto C es de 14.18mca,

• la perdida en el tramo = 0.17m y no existen variaciones de cotas por cuanto es horizontal, tenemos:

• P disp G = 14.18mca – 0.17m – 0m

• P disp G = 14.01mca

EJEMPLO CALCULO

EJEMPLO CALCULO

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