Cálculo de tuberías forzadas Módulo 2: Energía hidráulica

Actividad 1: Cálculo de tuberías forzadas                                         Adrián Martínez Martínez

Módulo 2: Energía hidráulica

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ACTIVIDAD 1

Cálculos sobre tuberías forzadas

MÓDULO 2: ENERGÍA HIDRÁULICA

Adrián Martínez Martínez

30/11/2021

Tabla de Contenido

1.        INTRODUCCIÓN        2

1.1.        OBJETIVOS        2

1.2.        ENUNCIADO        2

2.        SECCIÓN TUBERÍA FORZADA (DIÁMETRO ÓPTIMO)        3

2.1.        BRESSE        3

2.2.        FAHLSBUCH        4

1. INTRODUCCIÓN

1. OBJETIVOS

Los principales objetivos de la siguiente práctica son los siguientes:

• Describir los elementos que conforman el circuito hidráulico de una central hidroeléctrica como la descrita en el enunciado.
• Estimar la sección de la tubería forzada utilizando los métodos de cálculo necesarios.
• Calcular las pérdidas de carga del aprovechamiento hidráulico.

1. ENUNCIADO

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En este caso, la última cifra del DNI es 9, con lo que el salto útil H (Hútil), tomará el siguiente valor:

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Se toman en cuenta las siguientes consideraciones:

• Todas las unidades se consideran que están en el SI
• El criterio de velocidad máxima se utilizará para verificar que la velocidad del agua en la tubería a caudal nominal no sea tan elevada como para que pueda producir daño a la misma a largo plazo por erosión o cavitación. Se ha marcado la tubería como fabricada en acero, por lo que se puede adoptar un valor máximo de 6-7 m/s (esto es, velocidad media máxima en una sección dada de la conducción)
• Para la pérdida en rejillas, se puede emplear la fórmula de Kirschmer
• Para los parámetros, se pueden considerar los habituales como rejillas de sección rectangular y relación espesor de rejilla-paso libre de 1 a 4
• Para la pérdida en codos, se consideran las siguientes fórmulas:

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• Para la pérdida en la bifurcación en Y simétrica, se ha consultado la dirección…

1. SECCIÓN TUBERÍA FORZADA (DIÁMETRO ÓPTIMO)

Para proceder al cálculo de la sección de la tubería forzada, se debe tener en cuenta el caudal que pasa por cada uno de los tramos de esta:

El caudal es el mismo en cada uno de los tramos excepto en los dos últimos, en los que se divide por la mitad ya que pasa por la bifurcación (se considera que se reparte a partes iguales).

Para determinar la sección óptima de la tubería forzada, se debe conocer el diámetro óptimo de esta. Para hacerlo, se llevarán a cabo dos métodos de cálculo con fórmulas distintas: Bressel y Fahlsbuch.

1. BRESSE

La fórmula de Bresse calcula el diámetro óptimo de la tubería siendo este directamente proporcional con el caudal que pasa por ella. La fórmula se adjunta a continuación:

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Así pues, la sección para cada uno de los tramos (SNRESSE) sería la siguiente:

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La velocidad del agua al paso de cada tramo será: