Alcantarillado

PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA

MISCELANEA DE PROBLEMAS

Problema 1. En una tubería circular de desagüe de 900mm de diámetro y con una pendiente de 4.5%o, cual será la velocidad y tirante de agua cuando ella conduzca un gasto de 500lps. Considerar n = 0.013 y n = 0.010, ¿En aplicación de las normas ISO a que diámetro corresponde?

Solución

Para n = 0.010 (Acero)

D = 0.9 m

S = 0.0045

Q = 500 lps.

Para n = 0.010

.............(a)

.................(b)

Reemplazando los valores en (b) para cada n:

n=0.013…..AR^2/3 = 0.0968

n=0.010…..AR^2/3 = 0.0745

se sabe que: A=1/8(θ - sen θ)D2

R=1/4(1-1/ θ x sen θ)D

Resolviendo: θ= 2.930 (n=0.013)......A=0.2754m2...V=1.815m/s

θ= 2.685 (n=0.010)......A=0.2272m2...V=2.200m/s

observando en la tabla, se obtiene la relación: como el D=0.9m

.........y=0.405m

.........y=0.351m

Aplicando las normas ISO tenemos que la parte a del problema constituye a una tubería de acero donde los diámetros de ese tamaño si son posibles obtener en el mercado y tenemos justo la medida 900 mm de diámetro nominal.

Problema 2. Un colector de desagüe de sección circular tiene un gasto de 877 lps. A tubo lleno y las condiciones hidráulicas son tales que se debe adoptar la pendiente mínima útil, ¿ Cuál será el diámetro comercial y la pendiente? Considerando: n = 0.013 y n = 0.010, y aplicando las normas ISO.

Solución

Y/D = 1

S = ¿?

Q = 877 lps.

Para n = 0.010

Velocidad máxima para S mínima = 0.6m/s

R = D/4 Q=VxA……..0.877 = 0.6xA A=1.4617m2

D=1.3642m = 1364.2mm

Como es el caso para acero verificaremos entre 1100 y 1400 y por uso de aproximación e ISO usaremos 1375mm

Para n = 0.013

reemplazando

S = 0.14%o

Para n = 0.010

reemplazando

S = 0.151187%o

Problema 3.- Un colector circular tiene un gasto de 888 lps. Cuando esta a medio tubo, con una pendiente de 8%o, ¿Hallar el diámetro y la velocidad, Considerando:

n = 0.013 y n = 0.010, y aplicando las normas ISO

Solución

Parte a Para n = 0.010

Y/D = 0.50

S = 0.008

Q = 888 lps.

Para n = 0.010 (material Acero)

Con este dato de Y/D podemos obtener los siguientes datos A/D2 , p/D y Rh/D. Tenemos entonces:

A=0.3927xD2 R=0.25xD

Reemplazando los valores en la formula de manning tenemos

D = 0.844437768 = 844.437 mm

Teniendo la restricción de tuberías de acero tenemos que usar 900 mm de diámetro nominal.

Q=VxA V= 2.791m/s

Para n = 0.013

Y/D = 0.50

S = 0.008

Q = 888 lps.

Para n = 0.013 (PVC)

Con este dato de Y/D podemos obtener los siguientes datos A/D2 y Rh/D. Tenemos entonces:

A=0.3927xD2 R=0.25xD

Reemplazando los valores en la formula de Manning tenemos

D = 0.93174m = 931.74 mm

Teniendo la restricción de tuberías de PVC tenemos usar un diámetro de 975 mm de diámetro nominal.

Q=VxA V= 2.379m/s

Problema 4.- Una galería circular de ladrillo tiene un diámetro de 1100 mm con una pendiente de 4.7%o , calcular la capacidad y velocidad cuando trabaja a tubo lleno y medio tubo. Considerar n = 0.020, n = 0.015 y n = 0.013.

Solución

Para n = 0.013 (Ladrillo revestido de PVC) a medio tubo

Y/D = 0.50

S = 0.0047

D = 1100 mm

Con este dato de Y/D podemos obtener los siguientes datos A/D2 y Rh/D. Tenemos entonces:

...