Tema del curso de hidráulica. Cálculos de pérdidas de presión por fricción en tendidos de mangueras con acoples en "Y" de diferente longitud. Caso práctico.
Hydraulics course. Calculations of pressure losses due to friction in fire hose lines with "Y" couplings of different lengths. Practical case.
CÁLCULOS DE PÉRDIDA TOTAL DE PRESIÓN POR FRICCIÓN
CURSO DE HIDRÁULICA
LÍNEAS DE MANGUERAS CON ACOPLES “Y” DE DIFERENTE LONGITUD
一 La suma de las longitudes de las mangueras de una línea de mangueras conectadas con un acople “Y” puede dar como resultado líneas de ataque de diferente longitud.
- Conexión “Y”:Divide una sola línea de manguera en dos o más líneas. Todas las conexiones “Y” tienen una sola entrada hembra y múltiples conexiones de salid amacho.
Por regla general, los principios utilizados para determinar la pérdida de presión por fricción en las líneas de mangueras conectadas con acoples “Y” y con la misma longitud también se pueden aplicar a las líneas de mangueras conectadas con acoples “Y” de diferente longitud.
Como la longitud de las líneas de ataque es diferente, la división del flujo total de agua no es igual en el acople.
Por ello, es preciso determinar la fricción para cada una de las líneas de diferente longitud conectadas con acoples “Y” .
Para algunas actuaciones en el lugar del incendio, hay que utilizar accesorios como un ladrón de agua o cuadros de válvulas.
- Ladrón de agua: Se asemeja a una conexión “Y”, sin embargo, hay una entrada y una salida del mismo tamaño combinadas con salidas más pequeñas que roban agua de la línea principal.
一 Un ensamblaje de mangueras que disponga de un cuadro de mangueras suele consistir una línea de mangueras de gran diámetro que abastece a varias líneas de ataque más pequeñas.
La longitud y el diámetro de dichas líneas de ataque, como cualquier otro ensamblaje de mangueras, pueden ser iguales o diferentes.
- Recuerda que: cuando la longitud y el diámetro de las líneas de mangueras no son iguales, la pérdida total de presión en el sistema corresponde al valor más alto de cualquiera de las líneas.
En las situaciones reales, las líneas de mangueras que necesiten una presión inferior a la presión máxima se conmutan en el cuadro de válvulas.
La conmutación de las líneas del cuadro de válvulas de modo que se consiga la presión adecuada en cada línea, es, en el mejor de los casos, una cuestión de azar, a menos que el cuadro de válvulas esté equipado con un manómetro de presión en cada punto de descarga.
Como en el caso de las líneas de mangueras con acople “Y”, la pérdida de presión por fricción en un ensamblaje del cuadro de válvulas no es demasiado difícil de calcular.
Para calcular la pérdida de presión por fricción en las líneas de mangueras de diferente longitud conectadas con acoples “Y” o en las líneas de mangueras con cuadros de válvulas, pueden seguirse los siguientes pasos.
Paso 1. Calcular la cantidad de centenares de L/min que fluyen en cada una de las líneas de mangueras conectadas con un acople “Y” aplicando la siguiente ecuación:
Q＝descarga gpm／100
Paso 2. Determine la pérdida de presión por fricción en cada una de las líneas conectadas con acople “Y” aplicando la ecuación A:
FL＝CQ²L
Paso 3. Calcule la cantidad total de centenares de L/min que fluyen en la línea de abastecimiento hacia el acople “Y” o hacia el cuadro de válvulas sumando los flujos de las líneas de ataque y dividiéndolos por 100.
Paso 4. Determine la pérdida de presión por fricción en la línea de abastecimiento aplicando la siguiente ecuación:
FL＝(C)(QTotal)²(L)
Paso 5. Sume la pérdida de presión por fricción de la línea de abastecimiento, del acople o cuadro de válvulas (si el flujo total supera los 1.400 L/min), de la presión por altura, y de la línea conectada con un acople “Y” con la mayor cantidad de pérdida de presión por fricción para determinar la pérdida total de presión.
El siguiente ejemplo ilustra cómo calcular la pérdida de presión total en un ensamblaje de mangueras conectadas con acople “Y” de diferente longitud.
EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULOS DE PÉRDIDAS DE PRESIÓN ENSAMBLAJE DE MANGUERAS CONECTADAS CON ACOPLES "Y" DE DIFERENTE LONGITUD
Ejemplo 1. Calculemos la pérdida total de presión debida a la fricción y la presión por altura en un ensamblaje de mangueras en el que una manguera de 120 metros y 77 mm de diámetro con acoples de 65 mm abastece a dos líneas de ataque. La primera línea de ataque consiste en una manguera de 200 pies y de 0,75 pulgadas con un flujo de 600 L/min que se introduce en el edificio por la puerta principal. La segunda línea de ataque es una manguera de 150 pies y de 1,5 pulgadas de diámetro con un flujo de 400 L/min que se coloca encima de una escala para introducirla por una ventana del segundo piso.
ESCENA DE PRÁCTICA
Tabla 1: Coeficientes de pérdidas de presión por fricción.
Líneas de manguera única
» Cálculo en línea de ataque 1 (45 mm)
C＝24,6 (Tabla 1)
Q＝L/min／100
Q＝600／100
Q＝6
L＝metros／100
L＝60／100
L＝0,6
FL＝CQ²L
FL＝(24,6)(6)²(0,6)
FL＝(24,6)(36)(0,6)
FL＝531,4 kPa en la línea 1
» Cálculo en línea de ataque 2 (38 mm)
C＝38 (Tabla 1)
Q＝L/min／100
Q＝400／100
Q＝4
L＝metros／100
L＝45／100
L＝0,45
FL＝CQ²L
FL＝(38)(4)²(0,45)
FL＝(38)(16)(0,45)
FL＝273,6 kPa
EP＝(35)(n.º de plantas –1)
EP＝(35)(2 –1)
EP＝(35)(1)
EP＝35 kPa
TPL＝273,6 +35＝308,6 kPa en la línea de ataque 2
» Cálculo en línea de abastecimiento (77 mm con acoples de 65 mm)
C＝1,27 (Tabla 1)
QTotal＝(L/min en la línea de ataque 1) + (L/min en la línea de ataque 2)／100
QTotal＝600 +400／100
QTotal＝1.000 ／100
QTotal＝10
L＝metros／100
L＝120／100
L＝1,2
FL＝(C)(QTotal)²(L)
FL＝(1,27)(10)²(1,2)
FL＝(1,27)(100)(1,2)
FL＝152,4 kPa en la línea de abastecimiento.
» Cálculo de pérdida total de presión
La pérdida total de presión en el sistema se calcula a partir del valor más alto de pérdida en ambas líneas de ataque, en este caso la línea 1, y a partir de la pérdida de presión por fricción de la línea de abastecimiento.
Como el flujo es inferior a 1.400 L/min, no hay que tener en cuenta la pérdida de presión provocada por los accesorios.
TPL＝531,4 + 152,4＝683,8 kPa en el ensamblaje de mangueras.
