UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

MÁQUINAS HIDRÁULICAS

ING. ISMAEL VÉLIZ

student17/01/2014

INTRODUCCIÓN

El campo de trabajo del ingeniero, abarca una infinidad de tareas que muchas veces parecen no competerle a un ingeniero mecánico. Sin embargo sus funciones muchas veces lo involucran indirectamente en otras tareas, por lo cual se le hace necesario tener cierto conocimiento para poder trabajar con ellas. Por ejemplo en el diseño y construcción de una edificación es necesario proveerla de una instalación encargada de desfogar la precipitación que cae sobre su cubierta o loza, la cual equivocadamente puede diseñarse considerando únicamente el tamaño o área de la cubierta. Sabiendo que existen otro factores tal como la precipitación, la cual será diferente para cada lugar, por lo que muchas veces para un lugar puede ser muy costosa y para otro insuficiente. Se toman otras consideraciones como por ejemplo el tiempo en que tardará en concentrar todo el caudal, e inclusive la velocidad con que se transportara dentro de la tubería. Sin embargo existe una fórmula que es muy eficiente para dimensionar estas tuberías de una forma muy sencilla, y para evitar entrar en redundancias entraremos de lleno al tema que nos compete “Calculo del diámetro y cantidad de tuberías para la loza de un edificio de 2000 metros cuadrados.”.

OBJETIVOS

Objetivo general:

Calcular el diámetro de las tuberías y el número a utilizar para la loza de un edificio, utilizando un método sistemático de diseño.

Objetivos específicos:

Aprender a utilizar el método más exacto para el dimensionamiento de las tuberías.

Investigar los factores a utilizar en el diseño. Proponer las dimensiones y cantidad de tuberías, utilizando criterios de

carácter ingenieril.

MARCO PRÁCTICO

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CÁLCULO:

Precipitación pluvial: Es cualquier forma de hidrometeoro que cae de la atmósfera y llega a la superficie terrestre. En este caso será lluvia. Los valores de precipitación, para que sean válidos, deben ser científicamente comparables. Los instrumentos más frecuentemente utilizados para la medición de la lluvia y el granizo son los pluviómetros y fluviógrafos, estos últimos se utilizan para determinar las precipitaciones pluviales de corta duración y alta intensidad. La precipitación pluvial se mide en mm, que equivale al espesor de la lámina de agua que se formaría, a causa de la precipitación, sobre una superficie plana e impermeable. Para nuestro cálculo asumiéremos que la construcción será en la ciudad de Guatemala, donde la precipitación máxima ha sido calculada por el Insivumeh con un período de retorno de 30 años de 150 mm/hr. La máxima precipitación para un periodo de retorno de 10 años es de 110mm/hr La máxima precipitación para un periodo de retorno de 2 años es de 60mm/hr. En este caso usaremos el de 110mm/hr

Cálculo Del Caudal que circulara por la tubería: El caudal a evacuar por cada bajante se tiene que adoptar la precipitación del lugar donde se ubica la obra. Y se multiplica por el área de la loza

Cálculo De La Tubería: Para el cálculo de las bajadas verticales se adoptan las fórmulas de WYLY-EATON que emplea el Departamento de Hidráulica de EEUU.

Entonces, para tubos verticales, el grado máximo de caudal Q permisible en la columna puede expresarse con la fórmula siguiente:

Q = 27,8 x r 5/3 x D 8/3

en donde:

Q = caudal en galones por minuto

D = diámetro del tubo en pulgadas

r = razón entre la superficie de la sección transversal de la película de agua y la sección transversal del tubo de bajada. Es un número.

Los valores más comunes de r están comprendidos entre los valores (1/4) y (7/24). El límite superior está acotado en r=1/3 y es raramente usado debido a la real probabilidad de que ya a partir de dicho valor se produzcan alteraciones en el aro líquido. Para el cálculo tomaremos r = 0.25.

http://www.insivumeh.gob.gt/hidrologia/ATLAS_HIDROMETEOROLOGICO/Atlas_hidro.htm