Análisis transiente de la demanda de agua uniformemente distribuida

John Twyman
2019 Obras y proyectos  
Se analiza el flujo transitorio en redes de tuberías generado por demandas uniformemente distribuidas (DUDs). Se muestra un algoritmo numérico original, basado en el Método de las Características (MC), que permite incluir el enfoque de la DUD insensible a la presión en los nodos internos de una tubería sin modificar su discretización original. Los resultados obtenidos por la DUD se comparan con el enfoque que distribuye el 50% de la demanda total de agua en los extremos aguas arriba y aguas
more » ... arriba y aguas abajo de la tubería. La conclusión general es que el enfoque de la DUD es útil para conocer el comportamiento transitorio de una tubería cuando cada uno de sus nodos internos tiene una demanda de agua, aunque su formulación sea preliminar y requiera algunas extensiones que le permitan abordar el problema de manera más adecuada. Palabras claves: golpe de ariete, método de las características MC, demanda uniformemente distribuida DUD Transient flow generated in pipe networks by uniformly distributed demands (UDDs) is analyzed. An original numerical algorithm based on the Method of Characteristics (MOC) is shown, which allows including the pressure−insensitive UDD's approach at the pipe internal nodes without modifying its original discretization. The results delivered by the UDD's approach are compared with the approach that distributes 50% of the total water demand in the pipe's upstream and downstream ends. The general conclusion is that the UDD's approach is useful to know the pipe transient behaviour when every one of its internal nodes have a water demand, although its formulation is preliminary and it requires some extensions that allow it to approach the problem in more suitable way. Introducción Existe escasa literatura que aborde la simulación, en estado de flujo transiente, de una demanda uniformemente distribuida (DUD). Por ejemplo, McInnis y Karney (1995) investigan los efectos de diversos modelos de demandas en orden a predecir el comportamiento hidráulico de los sistemas, destacando un modelo de distribución uniforme del consumo en tramos seleccionados que funciona en base al Método de las Características MC. En este modelo los sistemas, que sirven principalmente a zonas residenciales de baja densidad, pueden ser aproximados mediante un flujo lateral uniforme a lo largo de todo o parte de la tubería. La formulación se basa en una extensión de la ecuación de continuidad para el flujo transiente mediante la adición de un término que depende de las características de la tubería (velocidad de la onda y sección transversal) y de una demanda lateral uniforme que sale del tramo. Según los autores, el modelo permite predecir adecuadamente el descenso inicial de la presión y el primer máximo de sobrepresión positiva al simular el apagado de una motobomba, aunque reconocen que su formulación es inadecuada para representar el decaimiento del transiente a medida que avanza el tiempo de simulación. Jung et al. (2007) indican que el proceso de esqueletonización de una red, es decir, la selección de aquellas partes que tienen un impacto significativo en su comportamiento hidráulico (Shamrukh, 2005) , obliga a relocalizar las demandas cuando los nodos internos de algunas tuberías son eliminadas del modelo, lo cual debe realizarse con sumo cuidado al realizar un análisis del flujo transiente en redes de tuberías porque dicho procedimiento podría afectar la disipación y reflexión de las ondas de presión. Tsakiris y Spiliotis (2012) indican que el uso de una demanda uniformemente distribuida es válido sólo cuando hay
doi:10.4067/s0718-28132019000200043 fatcat:hpgewzmx35d4dmfx6dyhp35rbe