Monitores fijos Pérdidas de presión en la tubería. Se realiza la sumatoria de las pérdidas por fricción en cada tramo de la tubería que abastecerá del agua necesaria a los monitores fijos. Las pérdidas por fricción en la tubería de 6” serán las mismas que las calculadas para los rociadores por ser la misma tubería que lleva el agua al monitor fijo más alejado de la bomba. ∆𝑃6¨ = 20,76 𝑚 = 47,97 𝑝𝑖𝑒 Tubería de 3 pulg. Se realizan los mismos cálculos para el tramo de tubería secundaría 3 plg que lleva el agua al monitor fijo más alejado con un caudal de 250 gpm (0,02392 m3/s) y presión de 100 psi. 1. Método de Hanzen-William ∆𝑃 = 4.52 ∗ 𝑄1,85 𝐶 1,85 ∗ 𝑑4,87 4.52 ∗ (250)1,85 ∆𝑃 = 1201,85 ∗ 3,0684,87 ∆𝑃6¨ = 0,0747 𝑝𝑠𝑖 ⁄𝑝𝑖𝑒 𝑡𝑢𝑏 Calculo la longitud equivalente total: 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎 = 29,12 𝑚 = 95,54 𝑝𝑖𝑒 Cálculo de la longitud equivalente total de los accesorios en la tubería, se utilizan los valores de la tabla en el apéndice 9. Accesorio Long. * accesorio # de accesorios Total Codos 90° 7 pie (2,1 m) 4 28 pie (8,4 m) T 15 pie (4,6 m) 1 15 pie (4,6 m) Válvula 10 pie (3,1 m) 1 10 pie (3,1 m) Longitud equivalente accesorios 53 pie (16,15 m) 𝐿𝑜𝑛𝑔. 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙3`` = 95,54 𝑝𝑖𝑒 + 53 𝑝𝑖𝑒 = 148,54 𝑝𝑖𝑒 = 42,27 𝑚 ∆𝑃3`` = 0,07 𝑝𝑠𝑖 ∗ 148,54 𝑝𝑖𝑒 𝑝𝑖𝑒 ∆𝑃3`` = 11,11 𝑝𝑠𝑖 = 25,66 𝑝𝑖𝑒 2. Método de Darcy-Weischman 𝑓𝐿𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣. 2 ∆𝑃 = 2𝐷𝑔 Se calcula la velocidad en la tubería de 3 plg 𝑣= 𝑄 𝐴 Donde: 𝑄 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑚3 𝑚3 = (250 𝑔𝑝𝑚 = 0,0158 ) 𝑠 𝑠 𝐴 = 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑚2 𝐴= 𝜋𝑑 2 𝜋 ∗ (3,068)2 = = 7,39 𝑝𝑙𝑔2 = 0,00477 𝑚2 4 4 Por lo tanto, la velocidad en la tubería es: 𝑚3 𝑠 = 3,31 𝑚 = 10,85 𝑝𝑖𝑒 𝑣= 0,00477 𝑚2 𝑠 𝑠 0,0158 #𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠 = 𝐷𝑣𝜌 𝜇 Donde: 𝐷 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 3,068 𝑝𝑙𝑔 = 0,078 𝑚 𝜌 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 1000 𝑘𝑔⁄𝑚3 𝜇 = 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 0,001 𝑐𝑝 #𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠 = 0,078 ∗ 3,31 ∗ 1000 0,001 #𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠 = 257705,07 Del diagrama de Moody se obtiene el coeficiente de rozamiento para una tubería de 3 plg de acero comercial de 0,0195. Habiendo obtenido los valores necesitados se reemplazan en la fórmula: 𝑓𝐿𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣 2 ∆𝑃 = 2𝐷𝑔 ∆𝑃3`` = 0,0195 ∗ 45,27 ∗ (3,31)2 2 ∗ 0,078 ∗ 9,8 ∆𝑃3`` = 6,32 𝑚 = 20,74 𝑝𝑖𝑒 Conociendo estos valores se procede a calcular el TDH requerido por la bomba para entregar el caudal que necesita el monitor fijo. 𝑃2 𝑉22 𝑃1 𝑉21 𝑇𝐷𝐻 = ℎ𝑓 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 + [ + + 𝑍2 ] + [ + + 𝑍1 ] 𝜌𝑔 2𝑔 𝜌𝑔 2𝑔 Donde: 689475,7 (3,31)2 0 0 𝑇𝐷𝐻𝑚𝑜𝑛𝑖𝑡𝑜𝑟 = 22,45 + [ + + 7,05] + [ + + (−3)] 1000 ∗ 9,8 2 ∗ 9,8 𝜌𝑔 2𝑔 𝑇𝐷𝐻𝑚𝑜𝑛𝑖𝑡𝑜𝑟 = 97,41 𝑚 = 319,6 𝑝𝑖𝑒 Potencia del motor: 𝑄 ∗ 𝑇𝐷𝐻 ∗ 𝐺 ∗ 𝑆 3960 ∗ 𝜀 750 ∗ 319,6 ∗ 1 𝐵𝐻𝑃 = 3960 ∗ 0,6 𝐵𝐻𝑃 = 𝐵𝐻𝑃 = 100,88 𝐻𝑃
