aducción COMPAÑEROS

Diseño hidráulico tubería de aducción
Criterios de diseño
Tabla 1. Criterios de diseño tubería de aducción
Descripción
Und
Valor
Población futura
hab
60000
Dotación bruta
Lt/hab/dia
140
Coeficiente rugosidad
adm
0.013
Base
m
0.6
Pendiente
S
0.001
Fuente: Autores del estudio
Caudal de diseño
QMD =
QMD =
Poblacion ∗ Dbruta
∗ 𝐾1
86400
60000hab ∗ 140
86400
lt
hab ∗ dia ∗ 1.5 = 145.8 lt/seg
Para el cálculo de la altura de lámina de agua, se aplica la ecuación descrita a continuación:
𝑉 =
2
1
∗ 𝑅3 ∗ 𝑆𝐹 0.5 (1)
𝑁
De la ecuación de continuidad:
𝑄 = 𝑉∗𝐴
𝑉 =
𝑄
(2)
𝐴
Reemplazando la ecuación 2 en 1, se tiene
2
𝑄
1
=
∗ 𝑅3 ∗ 𝑆𝐹0.5
𝐴
𝑁
𝑄=
2
1
∗ 𝐴 ∗ 𝑅3 ∗ 𝑆𝐹0.5
𝑁
Por medio de un cálculo iterativo, utilizando una hoja de cálculo en excel se busca la altura
de lámina de agua y, hasta que la capacidad de transporte sea igual o superior al caudal de
diseño:
2
1
𝐴 3
𝑄=
∗ 𝐴 ∗ 2/3 ∗ 0.0010.5
0.013
𝑃
𝐴
0.1458 = 2.433 ∗ 2/3
5
3
(3)
𝑃
De la ecuación anterior se comienza a iterar dándole valores a y, hasta que la expresión de la
parte derecha de la ecuación 3, sea mayor al caudal de diseño que se encuentra en la parte
izquierda.
En las siguientes tablas se resume las condiciones hidráulicas del canal para el ‘’y’’ de diseño.
Tabla 2. Parámetros de diseño del canal
Descripción
Abreviatura
Caudal de diseño
Q
Base del canal
b
Rugosidad del canal
n
Pendiente del canal
SF
Altura de lámina de
y
agua
Borde libre
B.L.
Fuente: Autores del estudio
Unidad
m3/seg
m
adm
m/m
m
Valor
0.1458
0.6
0.013
0.001
0.35
m
0.20
Unidad
m2
m
Valor
0.21
1.3
Tabla 3. Condiciones de diseño del canal
Descripción
Área mojada
Perímetro mojado
Abreviatura
A
P
Radio hidráulico
Velocidad
Caudal
Fuerza tractiva
Fuente: Autores del estudio
rh
V
Q
T
m
m/s
lt/s
Pa
0.16154
0.7215
151.5
1.61
Como se puede observar en la tabla 3 para una altura de lámina de agua y=0.35m, el caudal
que puede transportar el canal con una pendiente del 0.1%, es de, Q=151.5lts/seg, valor que
es mayor al caudal de diseño (145.8lts/seg), por lo tanto, el canal tendrá capacidad suficiente
para poder transportar ese caudal.
A continuación, se muestra la sección transversal del canal de aducción:
Figura. Detalle canal de aducción