Anejo 10: Agua Potable [PDF]

Urbanizadora MIRATUR SL Pág. 17
Junto con las siguientes ecuaciones para cada línea i, j (entre los nudos i y j) y
cada nudo K:
(4) H i − H j = f ( Qij
) (5) ∑Q ik − ∑Qkj
− Qk
= 0
Donde las variables a determinar son:
Ys = altura de lámina de agua en el nudo s.
Qs = caudal entrante en el nudo de almacenamiento.
Qij = caudal de la línea que conecta los nudos i y j.
Hi = altura piezométrica en el nudo i (suma de la cota más la altura de presión).
Mientras que se consideran como datos conocidos:
As = Sección transversal del nudo de almacenamiento s
Es = Cota del nudo s, (cota de solera si es un depósito)
Qk = Caudal consumido (+) o suministrado (-) en el nudo k.
f (*) = Relación funcional entre la pérdida de carga y el caudal en la línea.
La ecuación (1) expresa el balance de volúmenes en los nudos de conexión
con la red existente (almacenamiento), mientras que las ecuaciones (2) y (5) expresan
lo propio para los nudos de conexión de las tuberías. La ecuación (4) representa la
pérdida o ganancia de energía por el paso de caudal por la línea. Dados los niveles
iniciales y, en los nudos de almacenamiento, las ecuaciones (4) y (5) son resueltas
simultáneamente en los caudales Qij y las alturas Hi utilizando la ecuación (3) como
condición de contorno. Esta fase de cálculo es conocida como “equilibrado hidráulico
de la red”, y es llevada a cabo utilizando una técnica iterativa para resolver el sistema
de ecuaciones no lineales que aparece.
El método utilizado por EPANET para resolver el sistema de ecuaciones se
conoce como “algoritmo del gradiente” y posee varias características interesantes.
Primeramente, el sistema lineal de ecuaciones a resolver en cada iteración del
algoritmo es vacío, simétrico y definido-positivo. Ello permite utilizar técnicas de
matrices vacías muy eficientes para su resolución. En segundo lugar el método
permite asegurar la continuidad en todos los nudos tras la primera iteración. En tercer
lugar, permite considerar las bombas y válvulas sin perturbar la estructura de la matriz
de ecuaciones cuando se modifica el estado de estos componentes.
Una vez obtenida la solución de las ecuaciones de la red, el caudal entrante (o
saliente) de cada nudo de almacenamiento Qs, se determina mediante la ecuación (2)
y a continuación es introducido en la ecuación (1) para determinar el nuevo nivel
después de un intervalo de tiempo dt. Este proceso es repetido para los intervalos
sucesivos hasta completar el período de simulación.
Anejo nº 10. Red de agua potable e hidrantes contra incendio.
Proyecto de Urbanización del Sector Residencial Horta Baixa en Turís (Valencia).
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