Porqué no hay que diseñar con el diámetro mínimo

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Se hace un análisis de cómo incide en el consumo eléctrico de explotación, el diseño de una tuberia

Contenido

Resumen: ................................................................. 3

Teoría: ...................................................................... 3

Caso de Análisis: ......................................................  4

Un análisis más resumido, es este:...........................  4

Conclusiones: ........................................................... 4

Resumen:

En clientes rurales, el uso de energía eléctrica autónoma, para producir energía, motobombas, hidroneumáticos. Diseñan las tuberías con el diámetro menor (13 mm), aunque hay problema de caída de presión, es un arma de doble filo, pues hay oculto un consumo eléctrico en kilowatt hora, para tener operando el sistema a una presión, en este estudio, se explica el fenómeno.

Teoría:

La formula de potencia hidráulica es la siguiente:

  P =  y Q H/ n 

Donde todas las unidades están en M.K.S,   y :

‘ γ =Peso Especifico en Kg/m^3

‘ Q =Caudal en m3/s

‘ H , diferencia de cota y perdidas , estas son por fricción y singulares, codos.

‘ η= Rendimiento, eléctrico y mecánico , se supone 65%.

Potencia en Watt

Asi , la ecuación de Energía es (h)

                                            n            

   h=    z2  -    z1 +   JL.  +.  ∑.  ki   v^2/2

                                            i=1

Dónde están las perdidas singulares por choque, que si la velocidad es grandes, por ejemplo 3 ,

la velocidad al cuadrados es 9, por ello es favorable bajo 1,después se verá, que esto es favorable, velocidades menores que 1.

JL es la perdida por fricción:

J=676,745 *(Qmp) ^1,751/(Dint)^4,753

Caudal en litros por minuto, y Diámetro interior en mm

Caso de Análisis

De esta forma, para una casa de 5 personas , que consumen 10 litros por minuto, e 100 minutos, se calcula el consumo por día, según el diámetro. Se calcula la potencia eléctrica, y se valora el Kilowatt hora a 150$/[kwatt hora], se supone que la tubería donde recorre le agua es de 25 m , y con 10 codos, la tubería y los codos , provocan perdida de carga, y por ende, consumo de potencia, mientras mas angosta la cañería, mas alta la velocidad, por ende mas alto la perdida de carga por choque, y por fricción, que lo debe enfrentar la bomba impulsando, por ende consumiendo más energía eléctrica.

Se hace una comparación al año y a los 10 años, donde se aprecia, que el diámetro sugerido es 19 mm, aun así, su el diámetro es mayor, mas ahorro de energía eléctrica. Mayor inversión sí.

Un análisis más resumido, es este:

Conclusiones

Donde se aprecia los siguiente:

1. En explotación, por consumo eléctrico, si se elige el diámetro 13 mm, puede consumir el orden de 4 veces la inversión en 10 años.

2. Si se elige el diámetro de 19 mm, se logra una razón del orden menor que uno (0,76) , y si es de 25 mm, se logra un 0,07 de factor Explotación/Inversión.

3. Esto se logra controlando la velocidad en la cañería, aunque recomiendan 1,5 m/s, es este caso, cuando llego a 0,45 y 0,28, se hace mas baja la razón de consumo eléctrico, inversión.

4. La inversión no cambia, el consumo eléctrico, es un concepto de explotación, y se define en diseño.