EPANET 2011

Tutoría orientada hacia estudiantes de Ing. Civil.
Características del programa
Maneja sistemas de cualquier tamaño
Calcula la pérdida de cabeza de carga debido a la fricción
utilizando distintas ecuaciones.
Pueden incluirse pérdidas menores por accesorios
Modela bombas de velocidades constantes o variables
Calcula costos por consumo de energía de bombas.
Modela distintos tipos de válvulas.
Permite Modelar tanques de almacenamiento de cualquier
forma.
Modela flujos dependientes de presión, en base a a emisores.
La operación de la red funciona desde un nivel base hasta
complicadas reglas de control.
EPANET
Contenido Básico de EPANET:
JOIN - NUDO
Elementos que unen
accesorios y componentes
como válvulas, tanques
etc…
Propiedades:
Elevación
Demanda BASE
Identificación
Recordatorio:
PIPES –TUBERIAS
Información Básica:
Longitud
Diámetro
Rugosidad
Coeficiente de pérdidas
Otra información:
Identificación
Nudos inicial y Final
Descripción
Etiqueta
RESERVOIR-RESERVORIO
Elemento que simula
una fuente infinita de
agua, cuya única
propiedad es la cabeza
piezométrica total.
Simula fuentes como
pozos, tuberías
confiables, etc.
TANK-TANQUE
Elemento que sirve para
modelar tanques y
depósitos (circulares,
cuadrados o de distinta
forma), en análisis
estáticos funcionan como
reservorios, en análisis en
el tiempo se puede
simular su capacidad,
nivel inicial, nivel final
etc.
PUMP - BOMBAS
Las bombas son
elementos que sirven
para aumentar la carga
dinámica.
Se les asigna una curva
característica o una
potencia nominal.
Se les puede asignar
también curvas de
velocidad.
VALVE - VALVULAS
Válvulas reales
Estas se especifican en la
red como elementos
independientes
Válvulas no reales
Estas se simulan como
coeficientes de pérdidas
en las propiedades de
una tubería ej: (válvula
de aire = coef. Pérdidas
de 0.2)
CURVAS
BOMBA
EFICIENCIA
PERDIDA DE CABEZA
VOLUMEN
PATTERNS-PATRONES
Los patrones se
definen para
distintos tipos de
consumo en
distintos tiempos,
pueden ser
utilizados en
distintos nudos.
CONTROLES
Permite indicar al programa desde reglas básicas,
hasta complejas opciones de modelación.
BARRA DE HERRAMIENTAS.
EJECUTAR UNA RED
NUDOS
TANQUES
BOMBAS
VALVULAS
ETIQUETAS
RESERVORIOS
Herramientas de
control
TUBERIAS
Estado del análisis
Browser:
Ventana que permite
controlar los elementos
físicos y no físicos de
Una red, además controla
la visualización de
resultados.
CONFIGURACION DE LAS OPCIONES DE
ANALISIS
La calidad de los
resultados que arroja
EPANET, depende en
gran medida por la
configuración inicial
del programa para el
análisis, así como de
la información que se
le es introducida.
Ejemplo de aplicación No. 1.
Conceptos:
- Entorno EPANET
- Modelado básico de redes
- Uso de herramientas básicas.
- Ejecutar un programa.
- Ver resultados.
Ejercicio No. 1
Proponga el diámetro mínimo para la red de distribución domiciliar mostrada en la
figura. Cada casa representa un caserío de 25 viviendas con 6 personas por vivienda,
se abastecen de un tanque circular con suministro constante de agua.
950msnm
945msnm
L=810m
L=1.5Km
N: 925msnm
Q:0.26lps
L=1.0Km
N: 920msnm
Q:0.26lps
Ejemplo de aplicación No. 2
Conceptos:
-Imagen o esquema como fondo.
-Factor de demanda.
-Patrones de consumo.
Ejercicio No. 2. Los habitantes de una pequeña urbanización se quejan de bajas
presiones en la red, solicitan a la compañía urbanizadora respuestas y usted es
contratado para dar su opinión técnica y una solución.
Los datos con los que cuenta son:
•
•
•
•
Presiones media tomadas en la tubería principal
Consumos de la urbanización
Patrón de consumo de los habitantes.
La configuración de la red.
proporcionar.:
•
•
Posibles causas de las bajas presiones.
Posible solución para la red.
Suponga que la presión en el punto de entronque se mantiene constante a lo largo del
día, independientemente de las demandas de caudal en la tubería.
MODELADO DE PUNTOS DE PRESIÓN CONSTANTES O VARIABLES
En la mayoría de casos el diseñador se verá en la necesidad de modelar el punto de conexión de la
red. La selección del correcto modelo y más acertado repercutirá directamente en los resultados
obtenidos.
CONSTANTES
•
Bombas en el sistema
•
Tanque de almacenamiento grande (la variación de la altura por consumo se puede despreciar)
•
Tuberías madre mucho más grandes que la tubería de la red (Ej. Øtm:30”, Øred:3”)
•
Puntos de presión fijados por instituciones para análisis.
VARIABLES
• Redes existentes de tamaño levemente superior o menor a las que se unirá la red.
• Tanque pequeños comparados al consumo que tendrán, en los cuales no se puede despreciar el
cambio de nivel.
• Redes de agua o tuberías con caudales muy variables en diferentes tiempos.
* Los ejemplos descritos son los casos más comunes en el diseño de urbanización pequeñas en las
que los sistemas de distribución se limitan a conectarse a fuentes existentes, los modelos a
continuación son útiles para la mayoría de casos prácticos.
Modelos de Presión constante 50m.c.a.
Nivel= cota de solera :cota nudo A + presión deseada
Nudos de red
Nivel: cota real
Øgrande
Nivel: cota nudo A + presión deseada
Nudos de red
Nivel: cota real
Øgrande
Nudo A
Nivel: cota real
Con tanque de
Almacenamiento
Si se utiliza un tanque para modelar, deberá completar
el diámetro, nivel máx. de agua, nivel inicial, nivel
mínimo y nivel de solera. Se sugiere así:
Elevación
Nivel inicial
Nivel mínimo
Nivel máximo
Diámetro
: Cota nudo A + presión deseada-1m.c.a
: 1 m.c.a.
: 0 m.c.a.
: 2 m.c.a.
: (indiferente use 5m)
Nudo A
Nivel: cota real
Con reservorio
Para el caso de presiones constantes o alturas de
agua invariables en el tiempo se sugiere utilizar
reservorios para el modelo.
Los cálculos muestran que la red se diseño para
caudales medios, sin considerar demandas pico,
hay que revisar las condiciones de la red para las
diferentes horas del día.
Multiplicado
periodo de tiempo r
1
0:00-2:00
0.7
2
2:00-4:00
1.1
3
4:00-6:00
1.7
4
6:00-8:00
2.4
5
8:00-10:00
1.5
6
10:00-12:00
2
7
12:00-14:00
1.8
8
14:00-16:00
1.4
9
16:00-18:00
1.2
10
18:00-20:00
0.9
11
20:00-22:00
0.6
12
22:00-0:00
0.3
promedio
1.3
Ejemplo 3
• Diseñe la red de agua potable de la
siguiente urbanización.
X = 9265.5159
Y = 5359.6338
X = 8657.1035
Y = 4640.4942
X = 9265.5159
Y = 5359.6338
X = 8657.1035
Y = 4640.4942
X = 9265.5159
Y = 5359.6338
X = 8657.1035
Y = 4640.4942
Doble click
DEMANDA DE LOTES
Personas x vivienda
dotación
6 p/lote
210 l/p/d
Caudal medio diario
0.0146 l/s
Caudal máximo diario [1.3]
0.0190 l/s
Caudal máximo horario [2.4]
0.0350 l/s
Caudal mínimo horario [0.3]
0.0044 l/s