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Hidráulica de Tuberías, Abastecimiento de Agua, Redes, Riegos
»Hidráulica de Tuberías, Abastecimiento de Agua, Redes, Riegos» es una versión ampliada y actualizada del texto original publicado en 1998 por Juan Saldarriaga. Fruto de dos décadas de investigación y docencia en la Universidad de los Andes, en Bogotá, Colombia, este libro aborda de manera integral el diseño de sistemas de tuberías con flujo a presión, abarcando desde tuberías simples hasta redes complejas de distribución de agua potable y sistemas de riego localizado de alta frecuencia.
El texto se centra en el diseño de sistemas de tuberías, apoyándose en tecnologías de información y metodologías de inteligencia artificial para lograr soluciones optimizadas tanto técnica como económicamente. Incluye una serie de algoritmos, diagramas de flujo y 18 programas computacionales disponibles en la página web del libro, facilitando el diseño de diversos subsistemas y redes complejas.
Cada capítulo presenta ejemplos resueltos, problemas propuestos y referencias bibliográficas para profundizar en la teoría. La estructura del libro lo hace adecuado como texto universitario para carreras de ingeniería civil, ambiental, sanitaria, mecánica y química, así como una herramienta útil para profesionales involucrados en el diseño, operación y mantenimiento de sistemas de tuberías en abastecimiento de agua, drenaje urbano y riego.
1.1 Introducción.
1.2 Definición de Flujo y Tipos de Flujo.
1.3 Flujo Uniforme en Tuberías.
1.4 Resistencia al Flujo en Conductos Circulares.
1.4.1 Experimento de Reynolds.
1.4.2 Número de Reynolds.
1.4.3 Pérdidas de Energía por Fricción: Experimentos Preliminares.
1.4.4 Aumento de la Viscosidad en Flujo Turbulento.
1.4.5 Interacción Flujo-Pared Sólida
1.4.6 Distribución de Esfuerzos en Tuberías Circulares.
1.4.7 Distribución de Velocidades (Tuberías Circulares).
1.4.8 Perfiles de Velocidad.
1.5 Ecuaciones para el Diseño de Tuberías Circulaes.
1.5.1 Flujo Laminar.
1.5.2 Flujo Turbulento.
1.5.3 La ecuación de Darcy-Weibach.
1.5.4 Ecuación de Fricción para Tuberías Reales.
Resumen
Conceptos Importantes
Problemas
2.1 Introducción.
2.2 Tipos de Problemas en Hidráulica de Ductos a Presión.
2.2.1 Comprobación de Diseño.
2.2.2 Cálculo de la Potencia Requerida.
2.2.3 Diseño de la Tubería.
2.2.4 Calibración de la Tubería.
2.3 Ecuaciones para el Cálculo de Tuberías Simples.
2.3.1 Comprobación de Diseño.
2.3.2 Cálculo de Potencia Requerida.
2.3.3 Diseño de Tuberías Simples.
2.3.4 Diseño de Tuberías Simples con Altas Pérdidas Menores
2.3.5 Calibración de Tuberías Simples.
Conceptos Importantes
Problemas
Anexos
Tablas
Bibliografía
3.1 Introducción.
3.2 Ecuaciones Empíricas para Calcular el Factor de Fricción de Darcy en Régimen Turbulento.
3.2.1 Ecuación de Moody.
3.2.2 Ecuación de Wood.
3.2.3 Ecuación de Barr.
3.2.4 Ecuacion de Swamee-Jain.
3.3 La Ecuación de Hazen-Williams.
3.4 Comparación Entre las Ecuaciones de Hazen-Williams y de Darcy-Weisbach.
Conceptos Importantes
Problemas
Anexos
Bibliografía
4.1 Introducción.
4.2 Bombas en Sistemas de Tuberías.
4.3 Línea de Gradiente Hidráulico en Sistemas Bomba-Tubería.
4.4 Curvas en Sistema Bomba-Tubería.
4.4.1 Curva de la Bomba.
4.4.2 Curvas del Sistema.
4.4.3 Punto de Operación de la Bomba.
4.5 Limitaciones en la Altura de Succión.
4.6 Bombas en Sistemas de Tuberías.
4.7 Bombas en Tuberías Simples.
Conceptos Importantes
Problemas
Bilbliografía
5.1 Introducción.
5.2 Tuberias en Serie.
5.2.1 Comprobación de Diseño de Tuberías en Serie.
5.2.2 Cálculo de Potencia para Tuberías en Serie.
5.2.3 Diseño de Tuberías en Serie.
5.2.4 Cambio de una Tubería Simple por Dos Tuberías en Serie.
5.3 Tuberías con Pérdida Uniforme de Caudal.
5.4 Tuberías en Paralelo.
5.4.1 Comprobación de Diseño de Tuberías en Paralelo.
5.4.2 Cálculo de Potencia para Tuberías en Paralelo.
5.4.3 Diseño de Tuberías en Paralelo.
Conceptos Importantes
Problemas
Bibliografía
6.1 Introducción.
6.2 Análisis de Redes Abiertas: Balance de Cantidad.
6.3 Comprobación de Diseño en Redes Abiertas.
6.4 Cálculo de Potencia en Redes Abiertas.
6.5 Diseño de Redes Abiertas.
6.6 Diseño de Redes de Tuberías: Costos de Infraestructura.
6.7 Bombas en Redes Abiertas.
Conceptos Importantes
Problemas
Bibliografía
7.1 Introducción.
7.2 Primera Parte: Análisis de Redes Cerradas.
7.2.1 Principios Fundamentales de Análisis de Redes Cerradas.
7.2.2 Método de Hardy-Cross con Corrección de Caudales.
7.2.3 Método de Hardy-Cross con Corrección de Alturas Piezométricas.
7.2.4 Método de Newton-Raphson.
7.2.5 Método de la Teoría Lineal.
7.2.6 Método del Gradiente.
7.3 Segunda Parte: Modelación Hidráulica de Accesorios.
7.3.1 Emisores en Redes de Distribución de Agua Potable.
7.3.2 Válvulas Reductoras de Presión (VRP) en Redes de Distribución de Agua Potable.
Conceptos Importantes
Problemas
Bibliografía
8.1 Introducción.
8.2 Diseño de Redes de Distribución.
8.2.1 El Problema de Diseño de RDAP.
8.2.2 Caudales y Presiones de Diseño.
8.2.3 Diseño Tradicional de Redes de Distribución de Agua Potable.
8.2.4 Diseño Moderno de Redes de Distribución.
8.2.5 El Futuro del Diseño de RDAP. Futuras Funciones Objetivo.
8.3 Calibración de Redes de Distribución.
8.3.1 Objetivo de la Calibración.
8.3.2 Mediciones Requeridas para el Proceso de Calibración.
8.3.3 Metodología Para la Calibración de una RDAP.
8.4 Programas Comerciales para la Modelación de Redes de Distribución de Agua Potable.
8.4.1 WaterCad v8 XM.
8.4.2 WaterGems v8 XM.
8.4.3 Pipe 2000.
8.4.4 EPANET.
8.4.5 GISRED 2.0.
8.5 Programa Redes.
8.5.1 Introducción.
8.5.2 Características Computacionales.
8.5.3 Características del Programa.
8.5.4 Capacidad del Programa.
Conceptos Importantes
Problemas
Bibliografía
9.1 Introducción.
9.2 Descripción de un RLAF.
9.2.1 Esquema de una Instalación de RLAF.
9.2.2 Esquema de una Estación de Riego.
9.3 Emisores Finales.
9.3.1 Presiones en los Emisores Finales.
9.3.2 Caudales en los Emisores Finales.
9.3.3 Régimen Hidráulico de los Emisores Finales.
9.3.4 Relación Altura-Caudal en los Emisores Finales.
9.3.5 Tolerancia a la Presión de los Emisores Finales.
9.3.6 Sensibilidad a las Obturaciones en los Emisores Finales.
9.3.7 Sensibilidad de los Emisores Finales a la Temperatura.
9.4 Clasificación y Tipos de Emisores Finales.
9.4.1 Emisores de Bajo Caudal.
9.4.2 Emisores de Alto Caudal.
9.5 Uniformidad de Riego.
9.5.1 Coeficiente de Uniformidad.
9.5.2 Factores que Intervienen en el Coeficiente de Uniformidad.
9.6 Diseño Hidráulico de Sistemas de RLAF.
9.6.1 Secuencia del Diseño Hidráulico.
9.6.2 Cálculo del Caudal por Planta y el Caudal Total.
9.6.3 Cálculo de la Tolerancia de Caudales.
9.6.4 Cálculo de la Tolerancia de Presiones.
9.6.5 Cálculo Hidráulico de los SubMódulos: Cálculo de Múltiples y Laterales de Riego
9.6.6 Cálculo de Tuberías Primarias y Secundarias.
9.7 El Programa de Riegos.
9.7.1 Primera Parte del Programa Riegos: Cálculo Hidráulico de un SubMódulo de Riego.
9.7.2 Segunda Parte del Programa Riegos: Cálculo y Diseño de las Tuberías Primaria y Secundarias y de la Bomba.
Conceptos Importantes
Problemas
Bibliografía