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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO.
RIOBAMBA-ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERIA.
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL.
CATEDRA: AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO.
TEMA:
DISEÑO DE UNA RED DE ALCANTARILLADO.
DOCENTE:
ING. OSWALDO ROSERO.
ALUMNO:
QUINTUÑA LOPEZ SERGIO MAURICIO .
DISEÑO DE ALCANTARILLADO SANITARIO.
1180
1180
1179
1179
1178
1178 1177
1177 1176
1176 1175
1175
DATOS TÉCNICOS DEL EJEMPLO:
Dotación (lt*/hab*dia)= 250 R (Factor de retorno %) = 85 Número de personas /vivenda = 6 Total de viviendas= 71 Poblacion =426 hab.
PLANTEAMIENTO DEL EJEMPLO.
DETERMINACIÓN DE CAUDALES.
CAUDAL DOMESTICO:
Desarrollo:
Qdom=C∗P∗R86400
Qd=250 ¿
hab∗dia∗30hab∗0,85
86400=0,0738<¿ s
Donde:
Qd=¿Caudal domestico.C=¿Dotacion lts/hab*dia.R=¿Factor de retorno domestico.P=¿Poblacion (del tramo).
CAUDAL CONEXIONES ERRONEAS:
Desarrollo:
Qe= C∗P86400
Qc .err=50 ¿
hab∗dia∗30hab
86400=0,017 ¿
s
Donde:
Qc .err=¿Caudal por coneciones erroneas.
C=¿Caudal por habitante lts/hab*dia.
P=¿Poblacion (del tramo).
CAUDAL DE INFILTRACIÓN:
Desarrollo:
Qinf=A∗R
Q inf=0,25 Ha∗0,2 ¿s∗Ha
=0,05 ¿s
Donde:
Qinf=¿Caudal por infiltracion.
A=¿ Area.
R=¿Factor.
CAUDAL MEDIO HORARIO:
Q .medio .diario=Q.domestico+Q . industrial+Q. institucional+Q .comercia l
Q .medio .diario=0,0738 ¿s+0,0< ¿
s+0,0< ¿
s+0,0< ¿
s=0,0738<¿ s ¿¿¿
CAUDAL MÁXIMO HORARIO:
Q .maximo.horario=Q .medio diario∗F
F=factor demayoración.
Q .maximo.horario=0,0738<¿ s∗F
DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE MAYORACION:
Aplicando la formula de Babbit, recomendada para poblaciones de 1000 a 1000000 habitantes.
F= 5
P0,2
P=¿Población en miles.
F= 5
0,4260,2=5,93
Q .maximo.horario=0,0738 ¿s∗5,93=0,438 ¿
s
DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE DISEÑO:
Q .diseno=Q .maximohorario+Q .infiltraciones+Q .conexioneserroneas
Q .diseno=0,438 ¿s+0,05 ¿
s+0,017=0,50<¿ s
TABULACIÓN DE CAUDALES POR TRAMOS.
POZOS DEL SISTEMA CAUDALES DE DISEÑO
ID COTA1(m)
COTA2(m) AL. PZ.(m) ÁREAS (ha) # Casas Qm(lt/s) Qi(lt/s) Qe(lt/s) F Qd(lt/s)
P1 1181.00 1180.00 1.00P2 1179.80 1178.80 1.00 0.25 5.00 0.0738 0.05 0.017 5.93 0.50P3 1178.80 1177.80 1.00 0.40 6.00 0.0885 0.08 0.021 5.93 1.13P4 1179.00 1178.00 1.00P5 1178.50 1177.20 1.30 0.75 11.00 0.1623 0.15 0.038 5.93 1.15P6 1177.80 1176.20 1.60 0.90 13.00 0.1918 0.18 0.045 5.93 2.51P7 1177.20 1176.20 1.00P8 1177.00 1175.30 1.70 0.65 9.00 0.1328 0.13 0.031 5.93 0.95P9 1176.00 1174.30 1.70 1.00 16.00 0.2361 0.20 0.056 5.93 2.60P10 1176.00 1175.00 1.00P11 1175.00 1172.50 2.50 0.15 2.00 0.0295 0.03 0.007 5.93 0.21P12 1174.80 1171.00 3.80 0.50 9.00 0.1328 0.10 0.031 5.93 1.13
P3-P6 1177.80 1176.20 5.93 1.13P6-P9 1176.20 1174.30 5.93 3.64P9-P12 1174.30 1171.00 5.93 6.25
TABULACIÓN DE PROPIEDADES DEL FLUJO.
TABLA DE PROPIEDADES DEL FLUJO Y SECCION DE TUBERIA.
TRAMO Ømm
So (%) Qd(lt/s) Qo(lt/s) Vo(m/s) Vd(m/s) Qd/Qo(%) Yn(cm) Ʈ(kg/cm2) F
1-2 150 1.50 0.505 18.65 1.06 0.46 2.71 1.70 0.16 1.362-3 150 1.00 1.131 15.23 0.86 0.50 7.43 2.77 0.17 1.164-5 150 1.00 1.151 15.23 0.86 0.51 7.56 2.79 0.17 1.165-6 150 1.00 2.514 15.23 0.86 0.64 16.51 4.12 0.24 1.197-8 150 1.13 0.949 16.15 0.91 0.50 5.87 2.47 0.17 1.228-9 150 1.00 2.605 15.23 0.86 0.64 17.10 4.20 0.24 1.19
10-11 150 3.13 0.212 26.92 1.52 0.45 0.79 0.95 0.19 1.8211-12 150 1.50 1.131 18.65 1.06 0.58 6.06 2.50 0.23 1.41
3-6 150 2.67 1.131 24.87 1.41 0.71 4.55 2.18 0.36 1.866-9 150 3.17 3.645 27.10 1.53 1.07 13.45 3.71 0.69 2.109-12 150 5.50 6.249 35.72 2.02 1.52 17.50 4.25 1.34 2.78
LAS PROPIEDADES COMO VELOCIDAD (> 0,45m/s), FUERZA TRACTIVA (> 0,12 kg/m2) Y EL NUMERO DE FROUDE (Diferente de 1) CUMPLEN LO INDICADO EN LA NORMA.
PERFILES LONGITUDINALES.
1181.00
1180.00
1179.00
1178.00
1177.00
1176.00
1175.00
1174.00
1173.00
1172.00
1171.00
1180
.00
DATOS HIDRAULICOS DATOS HIDRAULICOS
L= 80m Ø= 150mm So= 1,5% L= 80m Ø= 150mm So= 1,0%
COTAS
ABSCISAS
0+ 0
00
0+ 0
20
0+ 0
40
0+ 0
60
0+ 0
80
0+ 1
00
0+ 1
20
0+ 1
40
0+ 1
60
0+ 1
80
1181
.00
1178
.80
1179
.80
1177
.80
1178
.80
PS1PS2
PS3
1170.00
V= 0.459m/s V= 0.495m/s
PERFIL LONGITUDINAL 1ESC:X=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 100 Y=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 20
PS4PS5
PS61179.00
1178.00
1177.00
1176.00
1175.00
1174.00
1173.00
1172.00
1171.00
1178
.00
DATOS HIDRAULICOS DATOS HIDRAULICOS
L= 80m Ø= 150mm So= 1,0% L= 80m Ø= 150mm So= 1,0%
COTAS
ABSCISAS
0+ 0
00
0+ 0
20
0+ 0
40
0+ 0
60
0+ 0
80
0+ 1
00
0+ 1
20
0+ 1
40
0+ 1
60
0+ 1
80
1179
.00
1177
.20
1178
.50
1176
.20
1177
.80
1170.00
V= 0.507m/s V= 0.623m/s
PERFIL LONGITUDINAL 2ESC:X=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 100 Y=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 20
PS7PS8
PS91177.00
1176.00
1175.00
1174.00
1173.00
1172.00
1171.00
117
6.20
DATOS HIDRAULICOS DATOS HIDRAULICOS
L= 80m Ø= 150mm So= 1,5% L= 80m Ø= 150mm So= 1,0%
COTAS
ABSCISAS
0+ 0
00
0+ 0
20
0+ 0
40
0+ 0
60
0+ 0
80
0+ 1
00
0+ 1
20
0+ 1
40
0+ 1
60
0+ 1
80
117
7.20
117
5.30
117
7.00
117
4.30
117
6.00
1170.00
V= 0.500m/s V= 0.632m/s
PERFIL LONGITUDINAL 3ESC:X=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 100 Y=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 20
PS10
PS11 PS121176.00
1175.00
1174.00
1173.00
1172.00
1171.00
11
75
.00
DATOS HIDRAULICOS DATOS HIDRAULICOS
L= 80m Ø= 150mm So= 3.125% L= 80m Ø= 150mm So= 1,5%
COTAS
ABSCISAS
0+
000
0+
020
0+
040
0+
060
0+
080
0+
100
0+
120
0+
140
0+
160
0+
180
11
77
.00
11
72
.50
11
75
.00
11
71
.00
11
74
.80
1170.00
V= 0.455m/s V= 0.577m/s
PERFIL LONGITUDINAL 4ESC:X=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 100 Y=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 20
PS3PS6
PS9PS12
1179.00
1178.00
1177.00
1176.00
1175.00
1174.00
1173.00
1172.00
1171.00
DATOS HIDRAULICOS
L= 60m Ø= 150mm So= 2.67%
COTAS
ABSCISAS
0+ 0
00
0+ 0
20
0+ 0
40
0+ 0
60
0+ 0
80
0+ 1
00
0+ 1
20
0+ 1
40
0+ 1
60
0+ 1
801170.00
V= 0.679m/s
DATOS HIDRAULICOS
L= 60m Ø= 150mm So= 3.17% V= 1.016m/s
DATOS HIDRAULICOS
L= 60m Ø= 150mm So= 5.50% V= 1.445m/s
1171
.00
1174
.80
1174
.30
1176
.00
1176
.20
1177
.80
1177
.80
1178
.80
PERFIL LONGITUDINAL 5ESC:X=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 100 Y=1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 20
CÁLCULOS TIPO DE LA SECCIÓN CIRCULAR.
Formula para diseño.
La fórmula empírica de Manning es la más práctica para el diseño de canales abiertos, actualmente se utiliza para conductos cerrados y tiene la siguiente expresión:
Para tuberías con sección llena:
El radio hidráulico es igual: R=D4
Donde:
D = Diámetro (m).
Sustituyendo el valor de R, la formula de Manning para tuberías de sección llena es:
V=0,397n
D2/3S1/2
En función del caudal, con: Q=VA
Donde: Q=Caudal (m3/s).
A=Area de la sección circular (m2).
Q=0,312n
D 8/3S1 /2
Para tuberías con sección parcialmente llena:
El ángulo central Ø˚ (en grado sexagesimal):
∅ °=2arcos(1−2hD )
El radio hidráulico:
R=D4 (1−360 senθ
2πθ )Sustituyendo el valor de (R), la formula de Manning para tuberías con sección parcialmente llena es:
V=o ,397 D2 /3
n (1−360 senθ2πθ )
2 /3
S1/2
En función del caudal:
Q= D8/3
7257,15n (2πθ )2/3(2πθ−360 senθ )5/3
S1/2
Cálculo de la fuerza Tractiva:
τ=So∗R∗γ
Donde:
Ʈ= Fuerza Tractiva.So= Pendiente R= Radio Hidráulico.Ɣ= Peso especifico del agua
Número de Froude:
Fr= V
√G∗DhDonde:
Fr= Número de Froude.V= VelocidadG= Gravedad (9,81m/s2)Dh=Profundidad Hidráulica.
