PASOS BÁSICOS CON EPANET.pdf

7/13/2019 PASOS BSICOS CON EPANET.pdf

1/29

EJERCICIO 1

PASOS BSICOS CON EPANET 2.0

CRISTIAN FERNADO ESPITIA CRDENAS

LUZ ADRIANA OCHOA RISCANEVO

JOSE EDIXON RINCN PARADA

Presentado a:

Ing. MSc. MANUEL ALEJANDRO GRIMALDOS

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS

TUNJA

2014


2/29

2

CONTENIDO

1. INFORMACIN DEL PROBLEMA ................................................................ 31.1. ESQUEMA EN PLANTA Y CARACTERSTICAS DEL SISTEMA .............. 3

2. PLANO DEL SISTEMA EN EL PROGRAMA EPANET V.2.0 ........................ 5

3. PROPIEDADES DE LOS OBJETOS........................................................... 11

4. ANLISIS EN PERIODO EXTENDIDO ....................................................... 20

5. ANLISIS DE LA CALIDAD DEL AGUA ..................................................... 24

5.1. TIEMPO DE PERMANENCIA DEL AGUA EN LA RED ............................. 24

5.2. TRANSPORTE Y DECAIMIENTO DEL CLORO ....................................... 27


3/29

3

1. INFORMACIN DEL PROBLEMA

1.1 ESQUEMA EN PLANTA Y CARACTERSTICAS DEL SISTEMA.

La grfica anterior presenta el esquema en planta de la red a modelarmediante el software Epanet v.2.0. Se muestra una fuente de suministro enel nodo 1, una bomba entre los nodos 1 y 2, un tanque de compensacinen el nodo 8, tuberas de conduccin entre los nodos 2 a 8 y finalmente,demandas o consumos en los nodos 3 a 6.

A continuacin se presentan las propiedades de los nodos as como laspropiedades de las tuberas que sern usadas para cargar el modelo.


4/29

4


5/29

5

2. PLANO DEL SISTEMA EN EL PROGRAMA EPANET V.2.0

Se procedi a reconocer la interfaz del programa, identificando la ventana Plano

de reden donde se proceder a cargar de manera grfica el modelo. As mismo,la ventana visor, que permitir visualizar en la pestaa Datos el nmero deelementos por descripcin existentes en el modelo (por ejemplo el nmero deconexiones o nodos, tuberas, bombas, curvas). En la pestaa Plano puedeseleccionarse el parmetro a visualizar en el modelo para los nodos y lneas en untiempo de anlisis determinado.

Luego del reconocimiento del programa, se procedi a crear el proyecto en lapestaaArchivo y posteriormente Nuevo.

Posteriormente, se ajustan los valores y unidades a utilizar en el proyecto, en lapestaa Proyecto y Valores por defecto. Se escogi trabajar en unidades decaudal como LPS, para la ecuacin de prdidas se opt por Darcy-Weisbach.


6/29

6

A manera de configuracin y con el nimo de ver la identificacin de los nodos,tuberas, bombas y tanques, este se realiz en el men Ver, Opciones, Etiquetas

y se activaron las celdas de Mostrar para cada una de las opciones desplegadasall.


7/29

7

Se comprob la escala de dibujo en el plano era la adecuada, para las unidadesse consider la opcin predefinida como ninguno

Antes de iniciar especficamente con el trazado del proyecto, se verific que lasbarras de herramientas Estndar y Esquema se encontraran activadas. Para estose localiz la pestaa Ver y luego Barras de herramientas.


8/29

8

De esta forma se procedi a graficar el proyecto en la ventana Plano de red,inicialmente se localizaron los nodos, para el nodo uno se utiliz la herramienta

Aadir Embalse, para los nodos 2 a 7 se emple la herramienta AadirConexiones, finalmente para el nodo 8 se hizo uso de Aadir Tanque.


9/29

9

Una vez aadidos los nodos, el embalse (fuente de suministro) y el tanque (decompensacin), se procedi con la adicin de los dems elementos del sistema;en primera instancia las tuberas y de manera inmediatamente posterior la bomba.(Estas herramientas se localizan en la parte superior de la interfaz del programa).

A continuacin se presenta la distribucin en planta del proyecto luego de serintroducidos los componentes.

En la tubera 8 fue necesario editar la forma de la lnea, para esto se dio clicderecho sobre la lnea y en la ventana de dilogo desplegada dando clic enVrtices. Luego en la opcin Aadir vrtices, seguidamente y con el puntero sedesplazaron los vrtices hasta dar la forma requerida.


10/29

10


11/29

11

3. PROPIEDADES DE LOS OBJETOS

Para modificar las propiedades de los elementos, existen diferentes formas de

hacerlo, la manera ms intuitiva de hacerlo es dando doble clic sobre el elementoen consideracin, otra manera ha de ser seleccionar el elemento y dar clicderecho y seleccionar Propiedades o simplemente localizar la lista Conexiones,Embalses, Tuberas, Bombasen la ventana de visor y desde all modificar lasdiferentes propiedades.

Inicialmente se modificaron las propiedades de los nodos o conexiones deacuerdo con las propiedades presentadas en el captulo 1. Por ejemplo para elnodo 5.

Para el caso de las tuberas se aplica un procedimiento similar para ingresar laspropiedades, por ejemplo para la tubera 3.


12/29

12

Para el Embalse (o tanque del Nodo 1), se ingres la cota de 210 m en el campodenominadoAltura Total. A su vez para el Tanque (Nodo 8) se dio el valor de 250m en el campo Cota, para niveles inicial, mnimo y mximo se asignaron losvalores de 1 m, 0 m y 6 m respectivamente, el valor de dimetro asignado fue de20 m.


13/29

13

Paso a seguir fue el de la definicin de la curva caracterstica de la bomba, paraello se despleg en el visor la opcin Curvas, clic en Aadir, de donde sedespleg la ventana que se presenta a continuacin. Se diligencia con losrequerimientos de caudal y altura que para el caso son de un caudal de 42 LPS yuna altura de 45 m, el programa automticamente genera la ecuacin de la curvade la bomba.


14/29

14

Para asignar la curva a la bomba, se da doble clic sobre el nodo 9 (u otro de losmtodos presentados anteriormente), y en el campo denominado CurvaCaractersticase digita el ID de la curva que para este caso fue dejado por defectocomo 1.


15/29

15

Como se han insertado todos los datos el modelo ya se puede ejecutar, peropreviamente se redujo la demanda en los nodos a la mitad (esta condicindepende del proyecto o modelo especfico). Para este paso, se va a Proyecto,Valores por defecto, Opciones hidrulicas y se localiza el campo Factor de

demanda al cual se le asigna el valor determinado para el proyecto donde paraeste caso es de 0.5, lo que quiere decir que de los caudales inicialmenteasignados ser tenido en cuenta solo el 50% de su magnitud.

Como ya se tienen todas las propiedades del modelo debidamente cargadas, seprocede a ejecutarlo pulsando el botn Iniciar Anlisis (representado por la formade un rayo). Si se realiza de manera correcta aparecer un aviso como elsiguiente:


16/29

16

Para conocer los resultados (en forma de reportes o informes) se despliega lapestaa Informe, Tablas. Se abre una ventana que permite seleccionar entreNudos de la red y Lneas de la red. Por ejemplo para el ejercicio se van a analizarlos resultados para nodos, se selecciona esta opcin.


17/29

17

En la siguiente pestaa de la ventana de dialogo se presenta la informacin a laque se puede acceder, se seleccionan las caractersticas que se desean conocer.

Inmediatamente se despliega una tabla mostrando los resultados de lascaractersticas que se seleccionaron en el paso anterior.


18/29

18

Repitiendo el procedimiento anterior, se pueden conocer los resultados pero ahorapara las lneas de tubera.

Otra manera de visualizar los resultados es directamente sobre el plano de la red,para esto, en la ventana del Visor se selecciona la pestaa de Plano y en elcampo Nodos y Lneas se escoge el parmetro a visualizar respectivamente, porejemplo para este caso se escogi Presin para el primero y Caudal para el

segundo.

En la ventana Plano de la Red aparecer un esquema de resultados como elsiguiente: (Las escalas y colores de los recuadros pueden modificarse dando clicderecho sobre los mismos, en ese caso se desplegar una lista de opcionesnetamente de formato).


19/29

19


20/29

20

4. ANLISIS EN PERIODO EXTENDIDO

Si se conoce un comportamiento de demanda representado por una Curva de

demanda, la variacin de los consumos de caudal puede modelarse en funcinde la misma. Por ejemplo se realiza una modelacin de 72 horas en intervalosde 6 horas, para ello se genera una Curva de modulacin de demanda. Paraesto se selecciona en la ventana Visor la opcin Patrones, donde se despliegauna ventana (para este ejercicio se adoptan los Coeficientes de demandamostrados en la misma)

Pero antes de cargar los valores se ajusta en Visor, Opciones, Tiempo. En elprimer campo se asigna un tiempo de 72 horas al anlisis, en intervalo depatrones se asigna 6 horas (que es el intervalo del coeficiente de demanda) yse le dice al programa que empiece la modelacin a una hora determinada (se

dej la que viene por defecto).


21/29

21

En esta etapa ya se puede ejecutar el programa para obtener el anlisis enperiodo extendido.

Una vez ejecutado el modelo, (teniendo en cuenta que para este caso y debidoa la curva de modulacin de la demanda, el factor de demanda debereasignarse nuevamente a un valor de 1). Para un tiempo igual a 6 horas, elresultado en la red es el siguiente:


22/29

22

Como resultado se pueden conocer curvas de evolucin de un parmetro enun nodo o tubera determinada, para este caso se desea conocer la variacinen la altura del agua en el Tanquey para esto se selecciona el elemento (nodo8), se da clic en Informes, Grficos, Curvas de evolucin, en la pestaadesplegable se selecciona la caracterstica a conocer (en este caso Altura),aceptar. Se despliega un grfico como el mostrado a continuacin.


23/29

23

Los picos indican la altura mxima alcanzada en el tanque con las propiedadesde la red definidas, estos picos se presentan dado que el coeficiente dedemanda de las 6 horas anteriores al mismo es solo de 0.5, por lo cual elcaudal que no se consume se dirige hacia el tanque haciendo que el nivel de la

lmina de agua se eleve. En contraposicin, los descensos en la altura sedeben a los coeficientes de demanda mayores, como se observa, la primerapendiente de decrecimiento es mayor que la segunda esto sucede porque elfactor de demanda en el intervalo de 6 a 12 horas es mayor que el presentadoentre las 18 y 24 horas. En el intervalo de 12 a 18 horas el factor de demandaes igual a 1 y se presenta un incremento en la altura, de lo que se infiere que siel factor de demanda fuera constante y tuviera un valor de la unidad, llegaraun tiempo tal en el cual el tanque rebosara.


24/29

24

5. ANLISIS DE LA CALIDAD DEL AGUA

5.1. TIEMPO DE PERMANENCIA DEL AGUA EN LA RED:

Para este caso se selecciona de la ventana Visor, Opciones, Calidad y de laventana desplegada seleccionar Tiempo de permanencia.

Luego se ejecuta nuevamente el modelo y en la ventana Visor, Plano tanto paranodos como para tuberas se selecciona la opcin Tiempo de permanencia.


25/29

25

Como se observa entre ms distante es el punto del Embalse (Nodo 1) mstiempo de retencin o de permanencia tendr el agua presentando el valormximo en el punto ms distante, es decir en el Tanqueo nodo 8.

Si se obtiene una curva de retencin para el Tanque, siguiendo los pasosdefinidos anteriormente para definir la curva de variacin de la altura, se obtendruna grfica como la siguiente:

La curva anterior est definida para un intervalo de tiempo igual a 72 horas, pero sise alarga el tiempo de anlisis a 240 horas tendr la siguiente forma:


26/29

26

Se puede notar que a partir del da 6 aproximadamente, el comportamiento deltiempo de permanencia en la red empieza a tener una tendencia repetitiva deaumento y decremento de los tiempos en un rango de entre 38 y 55 horas conpicos cada da (o cada 24 horas) de lo cual se infiere se debe a la curva demodulacin de la demanda, por consiguiente si se tratase de una demandaconstante, los tiempos de retencin se veran representados por una tendencia

con mucha menor dispersin a la presentada en el caso actual.


27/29

27

5.2. TRANSPORTE Y DECAIMIENTO DEL CLORO

Se realiza el mismo procedimiento que para el tiempo de permanencia con laexcepcin que se debe colocar la palabra Cloro en el campo dondeanteriormente se asign Tiempo de permanencia.

Se debe luego pasar a la categora Reaccionesde la ventana del Visory asignarun valor de 1 al Coeficiente global reacc. flujo.


28/29

28

Luego se cambia la Calidad Inicial en las propiedades del Embalsepara este casose asignar una concentracin de 1mg/L de cloro por lo tanto el valor a asignar hade ser el de la unidad.

Finalmente se corre el modelo y se obtiene un esquema como el presentado acontinuacin:


29/29

Como se puede observar, las concentraciones de cloro para un periodo de 15horas son menores en el Tanque (nodo 8) con un porcentaje del 49% de laconcentracin inicial, mientras que para el resto de la red, las concentraciones delcloro presentan incrementos de incluso el 18%.

Desde la opcin de Informes, Reaccinse puede obtener un grfico denominadoIncremento de la velocidad de la reaccin

Este grfico muestra el porcentaje de cloro que se pierde a travs de 3 formas omecanismos, el primero es el medio o el agua en las tuberas que representa el42.38%, en las paredes de las tuberas que representa el 0% (porque no se hacargado con propiedades de reaccin a las tuberas) y finalmente prdidas en elTanque que representan el 57.62% de las prdidas totales de cloro.

PASOS BÁSICOS CON EPANET.pdf

Documents

Transcript of PASOS BÁSICOS CON EPANET.pdf