CURSO - TALLERMODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA Aplicación de WaterCAD V8i INSTRUCTOR: ING. YURI MARCO SANCHEZ MERLO CURSO - TALLER MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA DISTRIBUCIÓ Aplicación de WaterCAD V8i Aplicació INSTRUCTOR: ING. YURI MARCO SANCHEZ MERLO Introducción (1.0 horas) Revisión de conceptos de Sistemas de Distribución de Agua Modelamiento de Sistemas de Distribución de Agua Hidráulica de Sistemas de Distribución de Agua Programas de Cómputo para al Análisis y Diseño de Sistemas de distribución de Agua WaterCAD V8i. Características. Taller N°1 (1.5 horas) Análisis Hidráulico en Flujo Permanente Taller N°2 (2.5 horas) Uso de Escenarios y Alternativas Taller N°3 (2.5 horas) Análisis Hidráulico en Flujo No Permanente SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Fuente sub -superficial Qmd CAPTACION OBRAS DE CAPTACION L.C. por gravedad Qmd OBRAS DE CONDUCCION OBRAS DE PURIFICACION OBRAS DE DISTRIBUCION CAPTACION Fuente superficial Qmd RESERVORIO RED DE DISTRIBUCION Qmh Qmd + Qci Qmín Línea de Aducción Qmh Qmd + Qci Qmín PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA CRUDA L.C. de agua cruda Qmd L.C. de agua tratada Qmd Estación de Bombeo CAPTACION Fuente Subterránea Pozo Profundo Línea de Impulsión L.C. por bombeo 24 Qb = ----- x Qmd N PRODUCCION DISTRIBUCION Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 1 MODELAMIENTO DE LA RED A) Nodos (Nodes): Coordenadas (X,Y) Uniones, tanques y reservorios B) Conexiones (Links): Del Nodo Al Nodo Tuberías C) Elementos Híbridos: Bombas y válvulas Nodo 1 Conexión (X1,Y1) Nodo 2 (X2,Y2) MODELAMIENTO DE LA RED Modelo esqueletonizado en base a Nodes y Conexiones Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 2 PARTES DE UN MODELO HIDRÁULICO Topología Datos Físicos Datos del Modelo Datos de Demanda Datos Operacionales Datos de Condiciones Iniciales MODELOS HIDRÁULICOS Software de Modelamiento Algoritmo del solución del sistema TIPOS DE MODELOS HIDRÁULICOS Modelo de Planeamiento y Diseño Modelos Estáticos CONSTRUCCIÓN DEL MODELO Modelos Dinámicos Modelos Estratégicos Modelos de Detalle Modelo de Operación Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 3 válvulas. para unas condiciones de trabajo dadas Ayudan a diagnosticar el estado de la red y detectar sus problemas Apoyan en estimar la eficiencia hidráulica del sistema y evaluar las fugas Permiten planificar las mejoras a efectuar en la red de una forma efectiva. aprovechando así mejor las inversiones Permiten mejorar las condiciones de operación de la red para garantizar las presiones. etc. ahorrar energía. tras viajar por la red ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO Identificar el Tipo de Modelo (Necesidad) Datos para la Calibración I II III Mapas / Planimetría Cartografía del Sistema Programa de Cómputo V Construcción topológica Esqueletonización Estudiar el Programa Información: Tuberías.APLICACIONES MODELAMIENTO DE LA RED Aplicaciones Generales de los modelos matemáticos Permiten determinar las presiones en los nudos y los caudales reales que circulan por las tuberías. tanques. Pruebas del Programa IV VI VII Demanda de agua Calibración del Modelo Cálculos diversos (Desarrollo Escenarios) Almacenamien to de Datos Documentos de Resultados Ing. etc. bombas. Yuri Marco Sánchez Merlo 4 . uniones. Permiten determinar y controlar la calidad del agua que le llega a los abonados. Esqueletonización CAPTACION TANQUE ESTACION DE BOMBEO CISTERNA Archivos CAD. Yuri Marco Sánchez Merlo 5 . GIS. Imágenes Satelitales ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA II : Construcción topológica . procedimientos y/o protocolo para futuras construcciones de modelo Tener presente los planos de replanteo de obra Ing.ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA I : Mapas / Planimetría Cartografía del Sistema Archivos: CAD. GIS y/o planos en papel a digitalizar Determine tuberías a ser incluidas Procesos manuales o automáticos Identificadores para nodos y conexiones Verificar en campo Revisar la conectividad entre elementos Involucrar operadores del sistema Establecer instructivos. Yuri Marco Sánchez Merlo 6 .ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA II : Construcción topológica .Weisbach (flujo laminar y turbulento en general) Chezy .Manning (tuberías de gran diámetro) Material Ing.Esqueletonización Importante: Grados o Niveles de Esqueletoniozación Fuente: ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA III : Información de los componentes Tuberías: (Pipe) Longitud (2D ó 3D) Longitud real (quiebres) Diámetro (Real – Interior) Hazen .Williams (redes de distribución) Rugosidad : Darcy . etc. macromedidor. limpia Componentes hidráulicos: válvulas de cierre. rebose. mínimo. Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 7 . salida.ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA III: Información de los componentes Nudos: (Junction) Elevación Demanda qi qi Ingreso de Flujo A C B Cambio de dirección A = Nivel del Usuario B = Nivel de la tubería C = Nivel de terreno o calzada D1 Cambio de diámetro D2 ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA III : Información de los componentes Tanques de Almacenamiento: (Tank) Tipo de tanque por su funcionamiento: Cabecera o Flotante Elevación de Terreno Niveles de Operación : Máximo. by pass. inicial. rebose Sección del tanque (Circular Diámetro) Diámetros de las tuberías: Ingreso. PRV Cámara Reductora de Presión Zona de Presión II Ing. Elevación de Terreno Diámetro de la válvula Niveles de Operación : Presión ó cota piezométrica prefijada aguas abajo Reservorio LCE LEH hf LEH sin VRP Pmáx = 50 m.c.ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA III : Información de los componentes Bomba: (Pump) Son dispositivos que comunican una carga al flujo que la atraviesa Como información básica requerimos conocer su curva característica Bomba nueva: Fabricante Bomba con años de operación: Mediciones de campo ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA III : Información de los componentes Válvulas Reductoras de Presión: (VRP) Limitan la presión en el punto aguas abajo para que no exceda de una presión prefijada.c.VRP . LEH Línea de Energía Hidráulica LCE Línea de Carga Estática hf Pérdida de carga Pmáx Presión Dinámica Máxima CRP .VRP .a.PRV Pmáx = 50 m. siempre que la presión aguas arriba sea superior a ésta. Yuri Marco Sánchez Merlo 8 . LCE Zona de Presión I LEH con VRP hf CRP .a. VRP .c. siempre que la presión aguas arriba sea superior a ésta. Yuri Marco Sánchez Merlo 9 .PRV Cámara Reductora de Presión Zona de Presión II ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA IV : Demanda de agua CÁLCULO DE LOS CAUDALES DE INFLUENCIA DE LOS NUDOS Gasto por unidad de lote o conexión Gasto por unidad de longitud Gasto por unidad de área – Método de Áreas Ing.a.PRV Pmáx = 50 m. LCE Zona de Presión I LEH con VRP hf CRP .c.a.VRP .ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA III : Información de los componentes Válvulas Sostenedoras de Presión: (VSP) Limitan la presión en el punto aguas abajo para que no exceda de una presión prefijada. Reservorio LCE LEH hf LEH sin VRP Pmáx = 50 m. Línea de Energía Hidráulica LEH LCE Línea de Carga Estática hf Pérdida de carga Pmáx Presión Dinámica Máxima CRP . com Libre EPANET www.haestad.com Comercial Ing.emcentre.epa.com Comercial MIKENET www.CÁLCULO DE LOS CAUDALES DE INFLUENCIA MÉTODO DE ÁREAS Reservorio A-06 q6 Nudo 1 2 3 Area de Influencia Caudal de de cada nudo (Ai) Influencia (q i) A-02 A-03 A-04 A-05 A-06 A-07 A-08 A-09 AT q2 q3 q4 q5 q6 q7 q8 q9 QD A-02 q 2 4 Red Matriz 5 6 7 8 9 TOTAL A-05 Mediatrices A-04 q 4 q 3 q 5 A-03 q AT = ∑ Ai QD = ∑ qi AT = ∑ Ai Area Total = Area de Servicio Caudal de Diseño Area Total = Area de Servicio qi = qu x Ai Caudal de Influencia del nudo "i" qu = QD / AT Caudal Unitario 9 Límite de Area de Influencia q 7 A-07 q 8 A-08 A-09 qi Residencial Comercial Industrial i ETAPA V: PROGRAMAS DE CÓMPUTO UTILIZADOS EN EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA CÓ ANÁ DISEÑ DISTRIBUCIÓ Programa de cómputo Nombre Página WEB Comercial / Libre LOOP www.com www. Yuri Marco Sánchez Merlo 10 .es/software/epanet Libre PIPE2000 www.kypipe.html www.com Comercial H2ONET www.bossintl.com Comercial WATNET WATNET www.bentley.wrcplc.com www.redhisp.upv.gov/ORD/NRMRL/wswrd/epanet.com Comercial WaterCAD/GEMS www.mwhsoft.dhigroup. Yuri Marco Sánchez Merlo 11 .ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA VI : Calibración del Modelo Comparar los valores modelados vs valores observados Ajustar el modelo hasta que reproduzca lo real Certeza en el modelo como herramienta de decisión decisió ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA VI : Calibración del Modelo Variables que se ajustan: HIDRÁULICOS HIDRÁ Coeficientes de pérdidas de carga por fricción en los tramos pé fricció Consumos de agua – Demanda Estado Diámetro Diá CALIDAD DE AGUA Tasa de decaimiento de masa Tasa de decaimiento de pared Pmodelo = Pmedido en campo HGLmodelo = HGLmedido en campo Ing. Debe llevar una numeración correlativa para su identificación Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 12 . o de ingreso o salida de agua.ETAPAS DEL MODELAMIENTO HIDRÁULICO ETAPA VII : Cálculos diversos (Desarrollo Escenarios) Una vez Calibrado el Modelo. o cambio de diámetro. Cada nudo tiene su área de influencia. dará servicio a un área definida. que va de nudo a nudo. se puede iniciar a realizar las diferentes diferentes simulaciones con el sistema Es incorrecto realizar cálculos con un modelo NO calibrado cá Diferentes ESCENARIOS de cálculo LEYENDA ESQUEMA DE UNA RED MATRIZ N-04 y N-05 T-08 Q-08 q4 y q5 Nudos Numeración de Tramo Caudal del Tramo T-8 Caudales de influencia de los nudos Tramo: Segmento de tubería. Debe llevar una numeración correlativa para su identificación Nudo: Puntos de encuentro de tramos. Industrial y público). SIMULACIÓ SIMULACIÓ En una red de agua potable la demanda varía durante el día. Diseño de nuevos sistemas.SIMULACIÓN EN EL TIEMPO. Aplicaciones del análisis y simulación de redes: Conocer el comportamiento de los sistemas de distribución de agua.SIMULACIÓN CONTINUA . Evaluación dela capacidad de conducción de la red existente. Ing. los caudales y cargas en un momento determinado. comercial. mediante un cálculo hidráulico (al modelo matemático).ANÁLISIS DINAMICO . Solución de las redes para diferentes escenarios y alternativas. y con ello los niveles en los tanques y la operación de la bomba y se busca la distribución de caudales y presiones en la red para diferente instantes del día (Ejemplo cada hora). ANÁLISIS DE FLUJO PERMANENTE . y se busca la distribución de caudales y presiones en la red. la demanda de los consumidores (Doméstico. los niveles en los tanques y las demandas en los nudos. presiones y valores asociados en un momento determinado. El planeamiento contingente. Básicamente se calcula caudales. Uso eficiente y/o reforzamiento de las redes existentes. en condiciones de demanda y niveles constantes.ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DE REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA ANÁ SIMULACIÓ DISTRIBUCIÓ El análisis y simulación de redes se realiza para investigar la relación compleja que existe entre las características de la red. Estimación de niveles de servicio.SIMULACIÓN DE ANÁ SIMULACIÓ PERIODOS EXTENDIDOS .ANÁLISIS ESTÁTICO ANÁ ANÁ ESTÁ En este tipo de análisis de flujo permanente se conoce los diámetros de todos los tramos de la red. ANÁLISIS DE FLUJO NO PERMANENTE . Se puede decir que un análisis de flujo no permanente es una secuencia de estados de flujo permanente con diferentes demandas en cada estado. Yuri Marco Sánchez Merlo 13 . .Qij = 0 . .qi = Demanda en el nudo i .n = Cantidad es la cantidad de nudos .Condición de Continuidad Para un Sistema : La suma de los gastos que entran y salen en un sistema será igual a la variación del nivel de agua en los almacenamientos Q1 q1 q2 q3 q4 m n q5 q6 s=1 Σ qs + Σ Qi = dV/dt i=1 Ing.Qij = Caudal en el tramo ij . . si no existe conexión entre los nudos i y j qi Q1 Nudo i Q3 Q2 Q1 + Q2 . 3.CÁLCULO HIDRÁULICO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA HIDRÁ DISTRIBUCIÓ LEYES FUNDAMENTALES PARA UNA RED MATRIZ Primera Ley de Kirchoff .Q3 + qi = 0 CÁLCULO HIDRÁULICO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA HIDRÁ DISTRIBUCIÓ LEYES FUNDAMENTALES PARA UNA RED MATRIZ Primera Ley de Kirchoff .Condición de Continuidad Para un Nudo : La suma de los gastos que entran y salen de un nudo es igual a cero Donde: . Yuri Marco Sánchez Merlo 14 .m = Cantidad de nudos que concurren al nudo i m j=1 Σ Qij + qi = 0 i = 1. n . 2. . = 2 log -----------f 2.Donde: . Para tubos lisos y rugosos en la zona laminar.51 1 3.= . { k 2.51 -----------.zona turbulenta.= 2 log -----------f k 1 -----. Tubos lisos .+ ------------3.Weisbach Donde: hf = Pérdida de carga [m] f = Factor de fricción [sin dimensiones] D = Diámetro [m] L = Longitud del tubo [m] V = Velocidad media de flujo [m/s] G = aceleración de la gravedad [m/s2] k = rugosidad Re = Número de Reynolds Q = Caudal (m3/s) hf = f L V2 -----. Diagrama de Moody.hfj = Pérdida de carga en el tramo ij .zona turbulenta.Condición de Conservación de Energía En todo Circuito : La suma algebraica de las pérdidas de carga en las tuberías es es igual a cero m j=1 Σ hfj = 0 . Yuri Marco Sánchez Merlo 15 . Ing.hf13 = 0 hf 23 3 FÓRMULAS UTILIZADAS EN EL CÁLCULO DE RESISTENCIA AL FLUJO EN CONDUCTOS A PRESIÓN 1) Fórmula de Darcy .2 log f Nikuradse (1920).0827 f -------D n =2 64 f = ------Re Poiseuille (1846).LEYES FUNDAMENTALES PARA UNA RED MATRIZ Segunda Ley de Kirchoff . hasta valores de N° Reynolds = 3 x 106 Nikuradse (1920).71 D -----.71 D Re f } Colebrock – White presentaron esta fórmula para la zona de transición de flujo laminar a turbulento en tubos comerciales.m = Cantidad de tramos en el circuito Para cada uno de los circuitos cerrados 1 hf 12 2 hf 13 hf12 + hf23 . donde el número de Reynolds no rebasa el valor crítico 2300 1 Re f -----.-------D 2g h f = m Qn L m = 0. Tubos rugosos . FÓRMULAS UTILIZADAS EN EL CÁLCULO DE RESISTENCIA AL FLUJO EN CONDUCTOS A PRESIÓN 2) Fórmula de Hazen .87 C Donde: Q = Caudal [m3/s] C = Coeficiente de rugosidad [sin dimensiones] A = Área [m2] R = Radio hidráulico [m] S = hf / L = Pendiente [m/m] hf = Pérdida de carga [m] D = Diámetro [m] L = Longitud del tubo [m] En Resumen.278531 C D2.63 S0. Yuri Marco Sánchez Merlo 16 .64 n = 1.54 h f = m Qn m = 10.85 C A R0.85 D4. para todo conducto a presión: n =2 (Fórmula de Darcy – Weisbach) hf = m Qn n = 1.85 (Fórmula de Hazen y William) HISTORIA DE LA MODELACIÓN DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN Fuente: BENTLEY Ing.63 S0.54 Q = 0.85 L ----------------1.Williams Q = 0. MÉTODOS DE CÁLCULO . Yuri Marco Sánchez Merlo 17 . DIAGRAMA DE FLUJO DEL CÁLCULO DE UNA RED DE DISTRIBUCÍÓN DE AGUA Viene Modelamiento del Sistema Predimensionamiento de la Red Cálculo de los diámetros de los tramos Cálculo Hidráulico Hidrá Métodos de Verificación Permiten hallar el flujo real por cada tramo Cálculo de: Velocidad (V) en los tramos. mediante el ajuste de Q y H hasta encontrar los caudales reales que circula en cada tubería de la red.Teoria Lineal Método de Newton Raphson Método del Gradiente Son métodos numéricos. Presión (P) en los Nudos Programas de Cómputo Có Programas de Cómputo Có Programas de Cómputo Có No ¿Presión? Presió ¿Velocidad? Sí No ¿Mínimo Costo? Sí Va Ing. iterativos.MÉTODOS DE VERIFICACIÓN CÁ VERIFICACIÓ Método de Hardy Cross con corrección de caudales en los circuitos Método de Hardy Cross con corrección de cotas piezométricas en los nudos Método de Linealización . que permiten balancear la red. WaterGEMS ArcGIS *.com www. BMP *.DWG Editable Nota: en un proyecto se generarán otros archivos como: *.MDB *. etc Edición de la Planimetría WaterCAD Stand Alone Propio Se realiza en el programa de origen La extensión principal del WaterCAD es: *.WaterCAD Stand Alone WaterCAD for AutoCAD WaterCAD for Microstation WaterGEMS Visitar las siguientes páginas WEB: www.DXF *. Yuri Marco Sánchez Merlo 18 .SHP Editable Ing.com Diferencias entre Plataformas de Trabajo Plataforma de Trabajo Entorno Gráfico Cartografía / Planimetría *.JPG *.com www.WTG WaterCAD for AutoCAD AutoCAD *.epanet.SHP *.TIF.bentley.haestad. Yuri Marco Sánchez Merlo 19 .Fuente: BENTLEY Fuente: BENTLEY Ing. WaterCAD Stand Alone (Interfaz Autónoma) Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 20 . T.PROTOTIPOS DE LOS COMPONENTES DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA DISTRIBUCIÓ Tubería a presión – Tramo Tuberí presió Unión a presión – Nudo (N) Unió presió Unión a presión – Nudo (N) Unió presió Tanque de almacenamiento (TA) Reservorio – Embalse – P. Baterí Vel. Bomba Batería de Bombas de Vel. Turbina PROTOTIPOS DE LOS COMPONENTES DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA DISTRIBUCIÓ Pressure Reduction Valve Pressure Sustaining Valve Pressure Breaker Valve Flow Control Valve Throttle Control Valve General Purpose Valve Válvula Reductora de Presión Presió Válvula Sostenedora de Presión Presió Válvula Rompedora de Presión Presió Válvula de Control de Flujo Válvula de control (Impedimento) (Impedimento) Válvula de Propósito General Propó Válvula de Aislamiento Ing.T. Variab. Variab. Reservorio – Embalse – P. Yuri Marco Sánchez Merlo 21 . pozos profundos (acuíferos). cámaras de salida de plantas de tratamiento de agua. Ing. captaciones. Yuri Marco Sánchez Merlo 22 .A. Reservorio R-1 Elevación de Agua (m) N. Con este Prototipo se modela: embalses. etc.MODELO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA UTILIZANDO PROTOTIPOS DE WaterCAD DISTRIBUCIÓ RESERVORIO Reservorio : Estructura hidráulica donde el nivel de agua se considera constante y el volumen infinito. TANQUE Tanque: Estructura hidráulica donde el nivel de agua es variable en el tiempo y volumen finito. Se debe indicar la sección del tanque y dimensiones (Si es circular debemos ingresar el diámetro) Tipo de tanque por su funcionamiento: Cabecera o Flotante TUBERÍA A PRESIÓN Tubería: Tubería a presión que interconecta Tuberí una estructura hidráulica con otra. Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 23 UNIONES A PRESIÓN Nudo: Prototipo que representa consumo o demanda de agua o un ingreso de agua al sistema. qi BOMBA Bomba: Elemento hidráulico que permite incrementar presión al sistema. Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 24 Válvula Reductora de Presión Reservorio LCE LEH hf LEH sin VR P Pmáx = 50 m.c.a. LCE Zona de Presión I LEH con VRP hf CRP - VRP - PRV Pmáx LEH Línea de Energía Hidráulica LCE Línea de Carga Estática Pérdida de carga hf Pmáx Presión Dinámica Máxima CRP - VRP - PRV Cámara Reductora de Presión Zona de Presión II Válvula Sostenedora de Presión Reservorio LCE LEH - con VSP hf LEH LCE sin V SP Reservorio Area de Servicio I L EH S con V P CSP - VSP - PSV LEH LCE hf Pmáx CSP - VSP - PSV Línea de Energía Hidráulica Línea de Carga Estática Pérdida de carga Presión Dinámica Máxima Cámara Sostenedora de Presión Area de Servicio II Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 25 Válvula de Control de Flujo Desarrollo de Talleres con WaterCAD V8i Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo 26 MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA Taller N°1 CONTENIDO Análisis Hidráulico de una Red de Distribución en Estado Estático Preparado por: Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . aplicando el Programa de Cómputo WaterCAD/GEMS. tuberías a presión (P-1. en Estado Estático. J-2.). Gráfico N°1 Observa: que el modelo de la red de distribución está compuesto por un Tanque (Tank T-1). PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. . P-2.. P-3. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO .MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 1 Taller N°1 Análisis Hidráulico en Flujo Permanente de una Red de Distribución de Agua Realizar el cálculo hidráulico de la red de distribución mostrada en el Gráfico N°1..) y uniones a presión (J-1. . J-3. puede modelar tuberías a presión con diferentes fluidos a diversas temperaturas ♦ Para balancear hidráulicamente la red. 3. en primer lugar se deberá definir la configuración básica del Proyecto. Luego. Como líquido a modelar se considera Water at 20C (68F) (Liquid). YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Así tenemos que la ecuación de Hazen – Williams se usará como método de cálculo de la fricción (Friction Method). En el Menú despegable seleccionar File/New ó Ctrl+N. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Creación y Configuración de un Nuevo Proyecto 1. 2. utiliza el Método de Gradiente. seleccionado es en Estado Estático (Steady State). al crear un nuevo modelo. que es iterativo. aceptaremos la configuración por defecto que se muestra.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 2 1. 4. Para ello en el menú Analysis seleccionar Calculation Options (Opciones de cálculo). En la ventana de la derecha. Ver que el tipo de análisis (Time Analysis Type). Cabe señalar que: ♦ WaterCAD/GEMS. en la etiqueta <Drawing>. (multiplicadores de anotación) como los valores multiplicadores para las anotaciones y símbolos del dibujo. hacer clic OK. tendremos luego que digitar la longitud de cada tramo) Por lo que. Para el caso de la opciones generales del Proyecto. es necesario definir los siguiente: Ahora en el menú Tools elegimos Options. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. seleccionar SI (Sistema Internacional). Introducir 5 en Symbol Size Multiplier y 10 en Text Height Multiplier. en <Reset Defaults>. seleccione Schematic. en la sección Annotation Multipliers. trabajaremos en forma esquemática (La longitud en el modelo no es real. los colores de fondo y frontales. en la etiqueta <Units>. seleccionar SI (System International) También en Default Unit System for New Project. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Asimismo. en la sección Drawing Scale. es necesario definir el sistema de unidades de nuestra preferencia. los tamaños de los textos y símbolos. En el presente Taller.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 3 Con respecto a las opciones generales del proyecto. debemos verificar el sistema de unidades con la cual estará configurado el Proyecto. Luego. En la ventana Options. para crear un nuevo prototipo (Pipe Prototype-1) Para el caso de las tuberías (Pipe). luego se podrá modificar sus datos para cada uno de ellos. en la ventana de diálogo de la derecha configurar como se muestra.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 4 El WaterCAD/GEMS. Guardar como “Taller N°1_AHEE. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Para ello. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . en la siguiente carpeta C:\Mis documentos\Taller N°1.wtg”. y Hacer click en el botón New. ofrece asignar valores por defecto a cada uno de los prototipos a utilizar en el modelo hidráulico. vaya al menú View seleccionar Prototypes. donde se considera como datos por defecto: Diámetro = 100 mm Material = PVC Hazen y William C = 140 Luego cerrar la ventana Prototypes (Prototipos). Recordar que estos serán datos que por defecto contendrá cada tubería al inicio. Recuperación de la Cartografía (Planimetría) Para recuperar la planimetría de la zona de estudio. estando trabajando en WaterCAD /GEMS: En el menú seleccionamos la Layers. SHP. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING.dxf”. ubicar y abrir el archivo “Plano Taller N°1. . En el primer botón de la izquierda New File.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 5 2. opción Background En la ventana de diálogo Background Layers. puede insertar planimetrías de la zona de Estudio en diversos formatos: DXF. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . etc. JPEG. JPE. JPG. elegir En el directorio C:\Mis documentos\Taller N°1. despegable View. se puede realizar lo siguiente. Observar que el WaterCAD/GEMS. BMP. TIFF. MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 6 Aparecerá la ventana de la derecha. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. configurar como se indica y luego hacer click en OK. Si no aparece la planimetría. presionar el botón zoom extents de la barra de herramientas superior para obtener una vista de toda la extensión del modelo. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. se inicia con ubicar cada uno de los componentes de la red de distribución y el trazado de las tuberías. Ubicación de Componentes y trazado de la Red de Distribución de Agua. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Luego de recuperar la planimetría. para ello hacer uso de los Prototipos (Tank. Pressure Pipe y Pressure Junction) Barra de Prototipos Nota: Durante el trazado verificar que el nombre o etiqueta (Label) de cada elemento coincida con lo señalado en el gráfico.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 7 3. MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 8 4.s.n. Diámetro: 16 m Recordar que el WaterCAD/GEMS. En la ventana de la derecha ingresar en: Operating Range: Base: 420 m Mínimo: 422 m Inicial: 425 m Máxima : 425 m Physical: Elevación: 420 m. Este es un dato de condición inicial (Initial Setting) PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . calcula las cotas piezométricas a partir de la elevación inicial (Elevation Initial). Ingreso de Datos – Entering Data A) Ingresando datos a través de ventanas de diálogo Hacer doble click sobre el Tank “T-1” (O haciendo click derecho y seleccionr Properties).m. Seleccionar Pipe Table. Hacer click en el en el botón FlexTables ó Ctrl + 7. Hacer click en (Edit). haciendo uso de tablas. En la columna Hazen – William C. Alcances: Primero deberán configurar la tabla. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Observa que puedes añadir o remover columnas del lado derecho al izquierdo y viceversa. hacer click derecho y seleccionar Global Edit. seleccionar operación SET. 1.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 9 B) Ingresando Datos a través Tablas Flexibles – FlexTables: Para el presente Taller. ingresaremos los datos de las tuberías y de las uniones. de tal forma que contenga las columnas mostradas y en el mismo orden. para mostrar las tablas dinámicas. hacer click derecho sobre dicha columna y seleccionar Sort (Ordenar) y luego ascendente. digitar en Global Edit 140 y luego hacer click en OK PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Para ordenar la columna Label. Para ordenar en forma ascendente la columna Label. Hacer click en (Edit). Alcances: Primero deberán configurar la tabla. Observa que puedes añadir o remover columnas del lado derecho al izquierdo y viceversa. Para el caso de las Uniones a presión seleccionar la Tabla de Reporte de Uniones a Presión – Junction Table. hacer click derecho sobre dicha columna y seleccionar Sort (Ordenar) y luego ascendente.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 10 2. de tal forma que contenga las columnas mostradas y en el mismo orden. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Ingresar la elevación (Elevation) de cada unión. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . hacer click derecho sobre dicha columna y seleccionar Sort (Ordenar) y luego ascendente. Asignar la demanda a cada unión. hacer click en el primer botó de la izquierda y seleccionar Initialize Demands for All Elements. como se muestra en la ventana siguiente: Alcance: Para ordenar en forma ascendente la columna Label. Verificar las unidades.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 11 ASIGNACIÓN DE LA DEMANDA Para asignar la demanda requerida en cada uno de las uniones. hacer click en Control Center (Centro de Control de Demandas) Demand En el mensaje de la derecha hacer click en Yes (Si) Luego. en la ventana de Demand Control Center (Centro de Control de Demandas). PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Hacer click en el ícono Debiendo obtener la ventana de la derecha.0003147.Correr el Programa 1. . Run . PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. es decir determinar los caudales reales que circula por cada tubería. En la cual el programa señala que la red se ha balanceado después de 04 iteraciones (Trials) con un error de cierre ΔQ = 0. debiendo visualizar los mensajes siguientes: En esta ventana el programa señala que el tanque está lleno (Full) Recordar que el WaterCAD /GEMS.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 12 5. para efectuar el balance hidráulico. hace uso del Método del Gradiente. Proceder al Cálculo. Asimismo en la ventana de notificaciones (User Notifications). YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . para la tubería P-1. se tiene lo siguiente: Flow Velocity Headloss Gradient Headloss Hydraulic Grade (Start) Hydraulic Grade (Stop) = = = = = = Caudal que circula por dicha tubería = 67.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 13 6.00 l/s Velocidad del flujo = 0.53 m Cota piezométrica inicial (Aguas arriba) = 425.47 m PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING.657 m/Km Pérdida de carga total = 0.00 m Cota piezométrica final (Aguas abajo) = 424. Por ejemplo. Visualización y verificación de resultados Existen diversas formas de visualizar y verificar los resultados en el programa WaterCAD V8i: A) Ventanas de Diálogo (Properties): cada elemento o prototipo tiene su ventana de diálogo o de propiedades y se activa haciendo click derecho sobre el elemento que se quiere revisar y seleccionamos Properties o también se puede hacer doble clic en el elemento para mostrar dicha ventana. debiendo mostrar lo siguiente: En Resultados (Results). YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . hacer cilck derecho sobre esta tubería y seleccione Properties.53 m/s Gradiente Hidráulico = 0. hacer click derecho en el encabezado de la columna y seleccionar formatinng. Seleccionar Pipe Table. Verifique que sus resultados de las tuberías coincidan con lo que se muestra a continuación: En la tabla se observa los resultados (Columnas de color amarillo). PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. de Hacer click en el en el botón FlexTables. para mostrar las tablas dinámicas. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . luego elegir la unidad (Unit) y el número de decimales (format). para mostrar las tablas dinámicas.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 14 B) Tablas Flexibles – FlexTables – Tabular Reports: hacer click en el botón Reporte tabular – Tabular Reports. se tiene lo siguiente: Flow Velocity Headloss Gradient Headloss (friction) = = = = Caudal que circula por dicha tubería Velocidad del flujo Gradiente de pérdida de carga Pérdida de carga por fricción con las paredes de la tubería Si quiere cambiar las unidades de uno de las columnas. Verifique que sus resultados en las uniones coincidan con lo que se muestra a continuación: En la tabla se observa los resultados (Columnas de color amarillo). se tiene lo siguiente: Demand Hydraulic Grade Pressure = = = Demanda total de agua requerida en la unión Cota piezométrica en la unión Presión en la unión Responder: Para las tuberías Pregunta ¿Qué tubería tiene la mayor velocidad y cuál es su valor en m/s? ¿Qué tubería tiene la mayor pérdida de carga y cuál es su valor en m? Para las uniones Pregunta ¿Qué unión tiene la mayor presión y cuál es su valor en mH2O? ¿Qué unión tiene la menor cota piezométrica y cuál es su valor en m? Unión Valor Tubería Valor PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 15 Para el caso de las Uniones a presión seleccionar la Tabla de Reporte de Uniones a Presión – Junction Table. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Nota. etc. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Colorear los nudos en función a la presión: Colorear las tuberías en función a la velocidad: F) GeoGrapher: Administrador de Gráficos G) Profile: permiten graficar perfiles longitudinales..MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°1 – PÀGINA 16 Otras formas de reporte son: D) Element Symbology Con esta herramienta podemos: Color Coding Annotation : colorear la red de acuerdo algún atributo ó : anotaciones en los elementos del modelo. I) Contour: para graficar isolíneas. presión. Por ejemplo: de terreno.seguir las indicaciones del instructor para su aplicación PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. es decir curvas de igual elevación. etc. hidráulicos. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO .MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA Taller N°2 CONTENIDO Análisis Hidráulico en Estado Estático Uso de Escenarios y Alternativas Preparado por: Ing. Yuri Marco Sánchez Merlo PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. . . YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . realizaremos las siguientes 02 simulaciones hidráulicas de la red mostrada: Simulación N°1: Se analizará para condiciones de demanda máxima.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 1 Taller N°2 Análisis Hidráulico en Estado Estático – Uso de Escenarios y Alternativas En el presente Taller. aplicando escenarios y alternativas.) y uniones a presión (J-1. el Escenario se denominará “Demanda Máxima”. J-3. el Escenario lo denominaremos “Demanda Máxima + Demanda de Incendio en J-10”. P-2. tuberías a presión (P-1. J-2. . Reservorio (R-1)..). Bomba (PMP-1). Válvulas Reductoras de Presión (PRV-1 y PRV-2). P-3. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Simulación N°2: Gráfico N°1 Observa: que el modelo de la red de distribución está compuesto por un Tanque (Tank T-1). Analizaremos para las mismas condiciones de demanda máxima y la demanda para atender un incendio en la unión J-10 (Caudal = 30 l/s) . Unión J-1 J-2 J-3 J-4 J-5 J-6 J-7 J-8 J-9 J-10 Hacer click en Demanda Máxima (l/s) 0 5 10 7 8 5 6 9 6 5 Demand Control Center (Centro de Control de Demandas) En el mensaje de la derecha hacer click en Yes (Si) Luego. Edición del Modelo En el Menú despegable seleccionar File/Open ó Ctrl+O. hacer click derecho en la columna de Demand (Base). Del menú seleccionar l/s como unidad de demanda con 2 decimales. y seleccionar Units and Formatting. Debiéndose visualizar la red del Gráfico N°1 de la página 1. debe estar en l/s. hacer click en el primer botón de la izquierda y seleccionar Initialize Demands for All Elements. Verificar que la unidad de la columna Demand (Base). Ingresando Datos de Demanda: Haciendo uso del Centro de Control de Demandas. en la ventana de Demand Control Center (Centro de Control de Demandas).wtg”. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . ingresar la demanda máxima en cada una de las uniones del modelo. Hacer click en Ok. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. buscar y abrir el archivo existente “Taller N°2. Ahora ingrese los valores de la demanda máxima dada.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 2 1. Para ello. En la ventana de la derecha ingresar en: Operating Range: Base: 120 m Mínimo: 121 m Inicial: 122 m Máxima : 125 m Physical: Elevación: 120 m. calcula las cotas piezométricas a partir de la elevación inicial (Elevation Initial).MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 3 Ingresando datos del Tanque: Elevación Base (m) 120 Elevación Mínima (m) 121 Elevación Inicial (m) 122 Elevación Máxima (m) 125 Diámetro (m) 16 Tanque T-1 Hacer doble click sobre el símbolo del Tank “T-1” (O haciendo click derecho y seleccionr Properties).n. Diámetro: 16 m Recordar que el WaterCAD/GEMS. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Este es un dato de condición inicial (Initial Setting) PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING.m.s. Hacer click en FlexTables ó Ctrl + 7. Ingresando datos de las Válvulas Reductoras de Presión (PRV-1 y PRV-2): Elevación (m) 75 75 Diámetro (mm) 200 200 HGL Inicial (Hydraulic Grade) (m) 90 90 Dirección de Flujo P-10 P-14 P-11 P-13 Válvula PRV-1 PRV-2 Para ingresar los datos de las válvulas reductoras de presión.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 4 Ingresando datos del Resevorio: Reservorio R-1 Elevación (m) 60 Nivel de agua en la fuente Ingrese a la ventana de propiedades del Reservorio “R-1”. Es probable. (Edit). que deba hacer clic en columnas. Seleccionar PRV Table. Para ello: 1. que el valor de elevation está referido al nivel de agua en la fuente. para configurar la tabla. agregar o quitar PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . lo haremos haciendo uso de los reportes tabulares. para mostrar las tablas dinámicas. En la ventana de la derecha ingresar en: Physical: Elevación: 60 Recordar que el WaterCAD/GEMS. haciendo doble click sobre el símbolo. verifique que en el campo Setting Type (Tipo de configuración). defina una eficiencia constante del 100% (Constant Efficiency). Hacer click en Close. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. En la pestaña Efficiency. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO .MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 5 En las ventanas de propiedades de las válvulas reductoras de presión (PRV-1 y PRV-2). seleccionar Standard (3 Point) e ingrese los datos. figure Hydraulic Grade (Cota piezométrica). Hacer click en el botón New e ingresar el nombre de la definición de la bomba como “Bomba 1”. que se muestra. En el menú despegable seleccionar Components y Pump Definitions. Datos de la Bomba (PMP-1): Bomba PMP-1 Elevación (m) 58 Descarga (l/s) 0 60 80 Carga (m) 85 70 50 Primero debemos definir las características de la bomba. En el menú despegable Pump Definition Type. Abrir el archivo de Excel. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING.+C) la columna de Diámetro (Parte numérica) y pegar en la columna de Diameter en la Tabla de Tuberías (Pipe Table) en WaterCAD. seleccionar “Bomba 1” (Recuerda que esta definimos anteriormente) Ingresando datos de las Tuberías: A partir del archivo de Excel “Datos Taller N°2” (Ubicarlo en el directorio). Del archivo de Excel. hacer doble click sobre el símbolo de la Bomba “PMP-1” En la ventana de la derecha ingresar en: Physical: Elevación: 58 m En Pump Definition. Si es necesario deberá configurar la tabla (orden de columnas) como se muestra. copiar (Ctrl.+C) la columna de Longitud (Parte numérica) y pegar en la columna de Length (User Defined) en la Tabla de Tuberías (Pipe Table) en WaterCAD. copiar los datos de longitud (Length) y diámetro (Diameter). Seleccionar y abrir la tabla de tuberías (Pipe Table).MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 6 Luego de haber definido las características de la bomba. copiar (Ctrl. hacer click en el en el botón FlexTables. Lo mismo con los datos de Longitud. Asimismo. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . hacer click en el en el botón FlexTables. Asimismo. Seleccionar y abrir la tabla de uniones (Junction Table). copiar (Ctrl.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 7 Debiendo mostrar lo siguiente: Alcances: Primero deberán configurar la tabla. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . de tal forma que contenga las columnas mostradas y en el mismo orden. Así como verificar unidades. Del archivo de Excel. Ingresando datos de las Uniones: Del archivo de Excel “Datos Taller N°2”.+C) la columna de Elevación (Parte numérica) y pegar en la columna de Elevation en la Tabla de Uniones (Junction Table) en WaterCAD. copiar los datos de Elevación (Elevation). Si es necesario deberá configurar la tabla (orden de columnas) como se muestra. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Así como verificar unidades. de tal forma que contenga las columnas mostradas y en el mismo orden. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 8 Debiendo mostrar lo siguiente: Alcances: Primero deberán configurar la tabla. Antes de ejecutar el escenario “Demanda Máxima”. Debiendo observarse su ventana de propiedades como se muestra a la derecha. estamos listos para realizar las 02 simulaciones planteadas al inicio del presente Taller. renombramos la alternativa de demanda “Base Demand” como se muestra. primero renombre el Escenario “Base” con el nombre “Demanda Máxima”. Asimismo. . debe verificar que en las opciones de cálculo (Calculation Options). este escenario tendrá como alternativa de demanda “Demanda Máxima”. Simulación 1: Condición de Demanda Máxima Realizado la edición del Modelo e ingresado los datos.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 9 2. que como Tipo de cálculo (Calculation Type). En la ventana de Escenarios (Scenarios). para lo cual en la ventana de alternativas. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. . YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . sea hidráulico (Hydraulics Only) y que el tipo de análisis (Time Analysis Type) sea en estado Estático (Steady State). 0003115. Recuerdo que las Tablas la podemos editar de acuerdo a nuestros requerimientos. Visualice y verifique. los resultados para las uniones debe ser: En la tabla se observa los resultados (Columnas de color amarillo). Por ejemplo. se tiene lo siguiente: Demand Hydraulic Grade Pressure = = = Demanda total de agua requerida en la unión Cota piezométrica en la unión Presión en la unión PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 10 Hacer click en el ícono Debiendo obtener la ventana: En la cual el programa señala que la red se ha balanceado después de 05 iteraciones (Trials) con un error de cierre ΔQ = 0. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . para esta primera simulación. los parámetros de entrada y resultados que prefiera. mediante los reportes tabulares (Tablas). Simulación 2: Demanda Contra Incendio en J-10 La segunda simulación consistirá en analizar la red para la condición de demanda máxima y la atención de un incendio en el nudo J-10. En la nueva alternativa. Observar que la nueva alternativa está como hijo de la alternativa anterior. habiendo heredado todos sus valores. renómbrelo como “Demanda Máxima + Demanda de Incendio en J-10”.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 11 3. corregiremos únicamente la demanda de la unión J-10. sobre la alternativa de demanda “Demanda Máxima” hacer click derecho y seleccione New y luego Child Alternative. Hacer doble click sobre la alternativa “Demanda Máxima + Demanda de Incendio en J-10” e ingresar una demanda de 35 l/s en la unión J-10. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. En la ventana de alternativas. La nueva alternativa de demanda “Demand Alternative – 1”. Por lo que la demanda total en el Nudo J-10. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . definiremos una nueva alternativa de demanda. Debiendo mostrar lo siguiente: Haga click en Close. Para ello. será 35 l/s (5 l/s (Demanda Máxima) + 30 l/s (Caudal pata atender el incendio)). el cual se atenderá con un caudal igual a 30 l/s. para luego crear un nuevo escenario para esta simulación. MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 12 Enseguida. hacer doble click sobre el escenario “Demanda Máxima + Demanda de Incendio en J-10”. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . cambiaremos su alternativa de demanda. renómbrelo como “Demanda Máxima + Demanda de Incendio en J-10”. Observar que el nuevo escenario está como hijo del escenario anterior. En la ventana de escenarios. para activar su ventana de propiedades. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. En el nuevo escenario.1”. Modificar la alternativa de demanda (Demand). El nuevo escenario “Scenario . sobre el escenario “Demanda Máxima” hacer click derecho y seleccione New y luego Child Scenario. seleccionando la alternativa “Demanda Máxima + Demanda de Incendio en J-10”. para analizar la red con la nueva alternativa creada “Demanda Máxima + Demanda de Incendio en J-10”. En la ventana de escenarios. debemos crear un nuevo escenario (hijo). habiendo heredado todos sus alternativas. Tener en cuenta que las otras alternativas serán las mismas que para la primera simulación. puede ejecutar todos o algunos escenarios simultáneamente. Para ello. los parámetros de entrada y resultados que prefiera de esta segunda simulación. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Visualice y verifique. haciendo click en (Make Current). debiendo observarse: PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. hacer click en Aceptar. mediante los reportes tabulares (Tablas). primero deberá asegurarse que el escenario “Demanda Máxima + Demanda de Incendio en J-10” se encuentre activo. haga click en el botón despegable Run. Luego tendremos el siguiente mensaje de finalización. y seleccionar Batch En la ventana Batch Run.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 13 Retornando a la ventana de Escenarios. En el mensaje de confirmación (Please Confirm). hacer click en Sí. Seleccione con un check el escenario “Demanda Máxima + Demanda de Incendio en J-10” y hacer click en Batch. se tiene lo siguiente: Demand Hydraulic Grade Pressure = = = Demanda total de agua requerida en la unión Cota piezométrica en la unión Presión en la unión PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 14 Por ejemplo. los resultados para las uniones deben ser: En la tabla se observa los resultados (Columnas de color amarillo). YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . para esta segunda simulación. Llenando ó vaciando Caudal Simulación 2 Llenando ó vaciando Caudal PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Resultados Responder: Para las tuberías Simulación 1 Pregunta ¿Qué tubería tiene la mayor velocidad y cuál es su valor en m/s? ¿Qué tubería tiene la mayor pérdida de carga y cuál es su valor en m? Para las uniones Simulación 1 Pregunta ¿Qué unión tiene la mayor presión y cuál es su valor en mH2O? ¿Qué unión tiene la menor cota piezométrica y cuál es su valor en m? Unión Valor Simulación 2 Unión Valor Tubería Valor Simulación 2 Tubería Valor Para el Tanque Simulación 1 Pregunta ¿Cuál es la situación del Tanque se está llenando o vaciando y con qué caudal? Ejercicio Adicional: Realice la siguiente simulación: Simulación N°3: Modificaremos el diámetro de las tuberías P-2. Ahora serán de 300 mm. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . El Escenario se denominará “Demanda Máxima + Diámetros modificados P-2. P-3 y P-11”. Estas modificaciones las analizaremos para la demanda máxima. 250 mm y 150 mm respectivamente. P-3 y P-11.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°2 – PÀGINA 15 4. bomba. Yuri Marco Sánchez Merlo PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Considerando reservorio.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA Taller N°3 CONTENIDO ♦ Análisis Hidráulico de una Red de Distribución en Periodos Extendidos (Flujo No Permanente). YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . ♦ Asignación de Patrones de Consumo ♦ Controles Operacionales Preparado por: Ing. tuberías a presión y uniones a presión. tanque. debiendo desactivar la tubería P-25 y el tanque T-1. el Escenario lo denominaremos “Escenario N°2: Sin Tanque”. analizaremos la red considerando el bombeo directo a la red pero sin el tanque de almacenamiento. Simulación N°2: PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. En esta segunda simulación en periodos extendidos (24 horas). el Escenario se denominará “Escenario N°1: Control del nivel de agua en el Tanque”.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 1 Taller N°3 Análisis Hidráulico en Flujo No Permanente de una Red de Distribución de Agua Realizar el análisis hidráulico en periodos extendidos de la red de distribución de agua mostrada en la siguiente figura: Aplicando escenarios y alternativas. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . generaremos 02 escenarios: Simulación N°1: Se analizará para un periodo de 24 horas. por lo que el control de encendido y apagado de la bomba PMP-2 se realizará en función al caudal que circula en el tramo P´6. el control de encendido y apagado de las bombas PMP-1 y PMP-2 se realizará en función al nivel de agua en el tanque T-1. a través de los Patrones Hidráulicos (Pattern Hidraulic). YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . elevaciones en el tanque. En el menú despegable seleccionar Components / Patterns. Creación e Ingreso de los Patrones Hidráulicos de Demanda En el Menú despegable seleccionar File/Open ó Ctrl+O.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 2 1. Este archivo contiene el modelo ya elaborado. características de las tuberías). PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. características de la bomba. Debiéndose visualizar la red mostrada en la página 1. datos de demanda (Demanda promedio de agua en las uniones). Para el presente Taller crearemos dos patrones de consumo los cuales denominaremos: uno “Residencial” y el otro “Comercial”. donde ya se ingresó los datos físicos (elevaciones en las uniones. Debiendo aparecer la ventana de la derecha Patterns. debemos ingresar al programa de cómputo la variación de cada tipo de consumo durante el periodo de análisis. buscar y abrir el archivo existente “Taller N°3.wtg”. los cuales luego se asignarán a cada unión a presión (Pressure Junction). bomba PMP-1 encendida. dato de condiciones iniciales (Nivel de agua inicial en el tanque. bomba PMP-2 apagada) Para realizar el Análisis Hidráulico en Periodos Extendidos. Para el caso de patrones de consumo deberá seleccionar la categoría de patrones hidráulicos “Hydraulic”. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Ingresar los valores mostrados en la ventana de la derecha.10. Como multiplicador inicial (Starting Multiplier) digitar 1.m. en formato de patrón (Pattern Format) seleccionar: Continuo (Continous) Completar la tabla inferior como se muestra. depende de la configuración de su Sistema operativo Windows. Observa que el multiplicador inicial (Starting Multiplier) debe coincidir con el último multiplicador (Multiplier) PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. El Tiempo inicial (Start Time).MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 3 Hacer click en el botón New e ingresar el nombre del patrón de consumo como “Residencial”.. definir como: 00:00:00 ó 12:00:00 a. El Tiempo inicial (Start Time). Ingresar los valores mostrados en la ventana de la derecha. como se muestra al lado derecho. depende de la configuración de su Sistema operativo Windows.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 4 Nuevamente. Como multiplicar inicial (Starting Multiplier) digitar 1. hacer click en el botón New e ingresar el nombre del otro patrón de consumo como “Comercial”.20.. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . asignar el patrón correspondiente a cada una de las uniones. en formato de patrón (Pattern Format) seleccionar: Continuo (Continous) Completar la tabla inferior como se muestra. Ahora. los patrones de consumo creados. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING.m. de la siguiente manera: Hacer click en Demand Control Center (Centro de Control de Demandas) En la columna Pattern (Demand). Luego cerrar la ventana (Close). definir como: 00:00:00 ó 12:00:00 a. deberán ser asignados a las uniones a presión (Pressure Junctions) correspondiente. Configuración de la eficiencia de las bombas del sistema Ahora. una eficiencia de 75%. Observar que dicha bomba ya tiene ingresado sus características (Curva de la bomba. definida por 03 puntos). Hacer click en Close. vamos a definir la eficiencia de la bomba.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 5 2. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Seleccione la “Bomba-1”. Ingrese en BEP Flow: 80 l/s y en BEP Efficiency. En la ventana Efficiency. para ello en el menú despegable seleccionar Components y Pump Definitions. Ingrese a la opción Eficiencia (Efficiency). seleccione como Eficiencia de bomba (Pump Efficiency) a Best Eficiency Point. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. seleccionar en Definición de Bomba (Pump Definition) “Bomba-1”. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. seleccione en Definición de Bomba (Pump Definition) “Bomba-1”. Observe que el estado inicial (Status (Initial)).MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 6 Ahora en la ventana de propiedades de la bomba PMP-1. Lo mismo en la ventana de propiedades de la bomba PMP-2. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . de la PMP-1 es ON (Encendido) y de la PMP-2 es OFF (Apagado). esto es para la hora inicial de cálculo (00:00:00 horas). bomba PMP-1 debe encenderse. bomba PMP-2 debe encenderse. se establecerán de acuerdo al nivel de agua en el tanque de almacenamiento. el funcionamiento de las bombas (Encendido y apagado). bomba PMP-1 debe apagarse. seleccionar Acción (Action) Debiendo mostrase la siguiente ventana: PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Condición (Condition) En el menú despegable Components y Controls. Configuración de Controles Operacionales En el Escenario N°1. así: Si Si Si Si nivel de agua en tanque T-1 es mayor a 54 m nivel de agua en tanque T-1 es mayor a 55 m nivel de agua en tanque T-1 es menor a 53 m nivel de agua en tanque T-1 es menor a 52 m entonces entonces entonces entonces bomba PMP-2 debe apagarse. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO .MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 7 3. MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 8 Seleccione la pestaña Conditions. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . y seleccione la Configurar la primera condición (Conditions) como se muestra a continación: Condition Type: Element Element: T-1 (Para ubicar el Tanque T-1 hacer uso del botón ) Tank Attribute: Hydraulic Grade (Cota piezométrica ó cota de nivel de agua en el tanque) Operator: > Hydraulic Grade: 54 m. Luego haga click en el botón New opción Simple. para crear las 03 condiciones restantes. seleccione la pestaña Actions. debiendo verse la pestaña Conditions como sigue: Ahora.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 9 Realice el mismo procedimiento realizado para la primera condición. Luego haga click en el botón New opción Simple. y seleccione la PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO .MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 10 Configurar las acciones (Actions). seleccione la pestaña Controls. A continuación se observa la creación del primer control: PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. luego haga click en el botón New . En la parte inferior se despliega las opciones de configuración donde el opeador <IF> solicita una condición. mientas los operadores <THEN> y <ELSE> piden se seleccione las acciones correspondientes. debiendo mostrarse como sigue: A continuación. para configurar los controles combinando las condiciones y acciones creadas anteriormente. serán utilizados en el Escenario N°1. Hacer click en el botón New . PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Ingrese a la pestaña Logical Control Sets.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 11 Crear los controles restantes. debiendo mostrarse lo siguiente: Los 04 controles lógicos creados. para ello debemos hacer que estos controles se agrupen en un “SET” de controles lógicos. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Nombre el Grupo de Control (Control Set) como “Controles del Tanque”. añadir (con el botón Add) los cuatro controles lógicos de la izquierda a la derecha. como se muestra. Luego hacer click en OK.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 12 En la ventana Logical Control Set. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Luego cerrar la ventana. Ahora debe hacer doble click sobre la alternativa creada “Control del nivel de agua en el Tanque”. nombre el nuevo escenario como “Escenario N°1: Control del nivel de agua en el Tanque”. sobre el escenario “Base” hacer click derecho y seleccione New y luego Base Scenario. hacer click derecho y seleccione New y luego Base Alternative y nombrarlo como “Control del nivel de agua en el Tanque”. En la ventana de escenarios. En la siguiente ventana seleccionar en Control Set “Controles del Tanque”. debiendo mostrar lo siguiente: Hacer click en Close. Creación del Escenario N°1: Control del nivel de agua en el Tanque En la ventana de alternativas. seleccionar la alternativa Operational (Operacional). PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO .MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 13 4. ó 00:00:00. Como tiempo inicial (Start Time) las 12:00:00 a. Modificar la alternativa de operacional (Operational). En la ventana de propiedades de la opción de cálculo Base. el paso de tiempo hidráulico (Hydraulic Time Step) de 1 hora (Quiere decir que el programa nos proporcionará resultados hidráulicos cada hora) Regresando a la ventana de escenarios. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. seleccione en Time Análisis Type “EPS” (Simulación en Periodos Extendidos”. para activar su ventana de propiedades. La duración (Duration) será 24 horas. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO .MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 14 Ingrese en la ventana de Calculation Options. hacer doble click sobre el escenario “Escenario N°1: Control del nivel de agua en el Tanque”. hacer doble click sobre la opción de cálculo Base y configúrelo como se muestra a la derecha.m. dependerá de la configuración del sistema Windows. seleccionando la alternativa “Control del nivel de agua en el Tanque”. Debiendo obtener la siguiente ventana. donde se aprecia el resumen de los resultados de la simulación en periodos extendidos: Observamos que se muestra un resultado para cada paso de tiempo hidráulico de 01 hora.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 15 5. seleccionar el escenario “Escenario N°1: Control del nivel de agua en el Tanque” y haga click en el botón Compute . YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . las cuales corresponden a un cambio operacional ocurrido con algún elemento. Trials. Ejecución del Escenario N°1 En la ventana de Escenarios. existiendo también horas intermedias. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. significa el número de iteraciones que realizó el programa para balacear la red para cada uno de los pasos de tiempo hidráulico. para ello haremos uso de gráficos temporales. Tener presente que en la parte superior existe la etiqueta Data. la gráfica de variación del nivel de agua (cota piezométrica) en el Tanque T-1. Mostrándose. en la cual podrá observar los valores del nivel de agua del tanque para las diferentes horas. Luego hacer click en OK. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. hacer click derecho y seleccionar Graph.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 16 6. Visualización y verificación de resultados del Escenario N°1 Observaremos gráficos de variación del nivel de agua en el tanque T-1 y la variación del caudal de bombeo de la bomba PMP-1. seguir la siguiente secuencia: Sobre el elemento Tanque T-1. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . En la ventana de la derecha en Fields (Campos) elegir sólo Hydraulic Grade (Cota piezométrica). MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 17 Sobre el elemento Bomba PMP-1. En la ventana de la derecha en Fields (Campos) elegir sólo Flow (Flujo). YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Obsérvese la gráfica del caudal de bombeo. donde podremos observar los valores del caudal de bombeo de la bomba PMP-1. En la parte superior existe la etiqueta Data. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Luego hacer click en OK. hacer click derecho y seleccionar Graph. apreciándose que la bomba PMP-1 se apagó 03 veces. seleccionar las uniones J-3. luego hacer click derecho y elegir Done. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . los cuales podrán guardarse en forma permanente: Hacer click en el botón Graphs . J-8. en la ventana Graphs. J-11 y J-16. hacer un check en Pressure (Presión). para ello haremos uso de otra forma de visualizar gráficos. Luego hacer click en OK. Ahora. J-11 y J-18. la ventana Select. J-8. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Debe quitar el check en Hydraulic Grade (Cota piezométrica).MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 18 Ahora vamos a graficar las curvas de variación de presiones de los nudos J-3. haga click en el botón New y seleccionar Line Series Graph. Con el botón . En la ventana de la derecha. Deberá visualizar. renombre el gráfico creado como: “Curvas de Variación de Presiones en uniones J-3. J-11 y J-16”. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. J-11 y J-16.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 19 Curvas de variación de presión de los nudos J-3. J-8. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Luego. cerrar la ventana Graphs. J-8. En la ventana Graphs. Creación de Escenario N°2: Bombeo Directo sin Tanque a Velocidad Constante El Escenario N°2. consistirá en realizar la simulación en periodos extendidos de la misma red de distribución trabajada en el Escenario N°1. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. desactivando la tubería P-25 y el tanque T-1. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . considerando bombeo directo a la red sin el tanque de almacenamiento T-1. haciendo uso de la alternativa topológica (Activar y desactivar elementos del modelo) Asimismo. Para ello utilizaremos el mismo modelo el Escenario N°1. los controles operacionales de encendido y apagado de la bomba PMP-2 estará condicionada al caudal que circule por la tubería P-6.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 20 7. nombrarlo como “Sin Tanque”. desactive la tubería P-25. seleccionar la alternativa Base Active Topology (Topología Activa Base). Hacer doble click en la alternativa “Sin Tanque”. quite el check en la columna “Is Active?” Observe que mediante las alternativas topológicas Ud. desactivaremos la tubería P-25 y el Tanque T-1. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. puede activar y desactivar elementos de su modelo. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Esta nueva alternativa topológica.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 21 Primero. En lo que corresponde a Pipe (Tubería). hacer click derecho y seleccione New y luego Child Alternative. desactive la tanque T-1. quite el check en la columna “Is Active?” Ahora. ingrese a la etiqueta Tank. En la ventana de alternativas. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . crearemos un escenario denominado “Escenario N°2: Sin Tanque”.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 22 Ahora. para que este escenario sea el activo (Make current). En la ventana de escenarios. Modificar la alternativa de Topología activa (Active Topology). sobre el escenario “Escenario N°1: Control del nivel de agua en el Tanque” hacer click derecho y seleccione New y luego Child Scenario. Tener en cuenta que las otras alternativas serán las mismas que para la primera simulación. El nuevo escenario renómbrelo “Escenario N°2: Sin Tanque”. seleccionando la alternativa “Sin Tanque”. hacer click en . PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. como Teniendo seleccionado el nuevo escenario. hacer doble click sobre el escenario “Escenario N°2: Sin Tanque”. En la ventana de escenarios. para activar su ventana de propiedades. Configurar la condición (Conditions). así: Si caudal en la tubería P-6 mayor o igual a 65 l/s entonces bomba PMP-2 debe encenderse si no bomba PMP-2 debe apagarse. para este Escenario N°2. Condición (Condition) En el menú despegable seleccionar nuevamente Components y Controls. el funcionamiento de la bomba PMP-2 (Encendido y apagado). se establecerá de acuerdo al caudal que circula en la tubería P-6. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Luego haga click en el botón New y seleccione la opción Simple. Acciones (Actions) En la ventana de Controles (Controls). seleccione la pestaña Conditions. como se muestra a continación: Condition Type: Element Element: P-6 (Para ubicar la tubería P-6 hacer uso del botón Pipe Attribute: Flow (Caudal o Flujo) Operator: >= Discharge: 65 l/s.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 23 En el Escenario N°2. ) PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. haga click en el botón New inferior se despliega las opciones de configuración donde el opeador <IF> solicita una condición. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. Ingrese a la pestaña Logical Control Sets. Hacer click en el botón New En la ventana Logical Control Set. como se muestra. para configurar los controles combinando las . A continuación se observa la creación del control: Este último control lógico creado. para ello debemos hacer que este control integre un “SET” de controles lógicos. Luego hacer click en OK. mientas los operadores <THEN> y <ELSE> piden se seleccione las acciones correspondientes. seleccione la pestaña Controls.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 24 A continuación. . En la parte condicion y acciones creadas anteriormente. será utilizado en el Escenario N°2. añadir (con el botón Add) el último control lógico de la izquierda a la derecha. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Luego cerrar la ventana. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. hacer click derecho y seleccione New y luego Base Alternative y nombrarlo como “Control sin Tanque”. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . En la siguiente ventana seleccionar en Control Set “Bomba PMP-2 controlado por el caudal en P-6”. Ahora debe hacer doble click sobre la alternativa creada “Control sin Tanque”. seleccionar la alternativa Operational (Operacional).MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 25 Nombre el nuevo Grupo de Control (Control Set) como “Bomba PMP-2 controlado por el caudal en P-6”. En la ventana de alternativas. debiendo mostrar lo siguiente: Hacer click en Close. Hacer doble click sobre el escenario “Escenario N°2: Sin Tanque”. PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. estando en la ventana de Escenarios.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 26 En la ventana de escenarios. para activar su ventana de propiedades. nombre el nuevo escenario como “Escenario N°2: Sin Tanque”. Otra vez. seleccionar el escenario “Escenario N°2: Sin Tanque” y haga click en el botón Compute . sobre el escenario “Escenario N°1: Control del nivel de agua en el Tanque” hacer click derecho y seleccione New y luego Child Scenario. seleccionando la alternativa “Control sin Tanque”. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . Modificar la alternativa de operacional (Operational). J-11 y J-16.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 27 Debiendo obtener la siguiente ventana. para el Escenario N°2. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . debiendo observase: PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. donde se aprecia el resumen de los resultados de la simulación en periodos extendidos del Escenario N°2: Grafique las curvas de variación de presión de los nudos J-3. J-8. cuál es su valor en PSI y en qué Nudo se presenta? Valor Simulación 2 Tubería Valor Para las bombas y tanque Simulación 1 Pregunta Tubería ¿A las 18 horas.MODELAMIENTO COMPUTARIZADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA TALLER N°3 – PÀGINA 28 8. qué unión tiene la menor cota piezométrica y cuál es su valor en m? ¿A qué hora se presenta la menor presión en el sistema. cuál es el nivel de agua en el tanque en m? ¿A las 20 horas. YURI MARCO SÁNCHEZ MERLO . cuál es el estado de la bomba PMP-1 y cuál es su potencia en HP? Valor Tubería Valor Simulación 2 PROGRAMA WaterCAD V8i ELABORADO POR ING. qué tubería tiene la mayor velocidad y cuál es su valor en m/s? ¿Qué tubería tiene la mayor pérdida de carga y cuál es su valor en pies. Resultados Responder: Para las tuberías Simulación 1 Pregunta Tubería ¿A las 14 horas. a las 8 horas? Valor Tubería Valor Simulación 2 Para las uniones Simulación 1 Pregunta Tubería ¿A la hora de mínimo consumo.