Manual sewer cad

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    16-Jun-2015

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para los hidraulicos

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  • 1. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Anlisis de Carga para flujos sanitarios y pluviales Taller 2 El propsito de este taller es familiarizar al usuario con los escenarios de carga sanitaria y pluvial, y repasar los conceptos bsicos para dibujar un sistema e ingresar los datos requeridos. Comience el taller seleccionando New desde el men File y nombre el archivo Taller2. El nombre del proyecto e Subdivisin del Lago Junn. Ingrese su nombre en el campo de Project Engineer y seleccione Next. Pg. 1

2. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Seleccione Next hasta llegar a la ventana que aparece en la siguiente figura. En la seccin Annotation Multipliers configure los multiplicadores para el tamao del smbolo Symbol Size, altura de texto Text Height y altura de anotacin Annotation Height a 20. Vamos a utilizar un archivo de fondo DXF para guiarnos en el desarrollo de la red. Utilizando el botn de navegacin Browse seleccione el archivo nombrado DXF_Taller2.dxf y haga click en Open. Su pantalla debe lucir como la de la derecha cuando usted asocie el archivo .dxf con el taller. Seleccione Next hacia los prototipos (Prototypes). Utilice el prototipo de la Tubera por Gravedad para asignarle a todas las tuberas concreto (Concrete) como el material, y un dimetro Section Size de 200 mm. Tambin queremos que la elevacin de la batea de la tubera (Invert Elevation) sea igual a la elevacin de las estructuras aguas arriba y aguas abajo. Para ello tilde las opciones tal como se muestra en la figura. Seleccione OK para salir. Pg. 2 3. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Mantngase dentro de los Prototipos y seleccione el prototipo de pozo de inspeccin Manhole. Luego seleccione la pestaa de Perdidas Headlosses y utilizando el men desplegable configure el mtodo de perdida a AASHTO y el mtodo de forma a lleno Full. Seleccione OK para salir del prototipo de pozo de inspeccin y Finished para salir del administrador de proyecto Project Set-up Wizard. Para este taller vamos a dibujar el sistema de alcantarillado sanitario que se encuentra en la siguiente pgina. Pg. 3 4. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Dibujo del modelo Para empezar a dibujar el sistema, seleccione la herramienta de tubera a la derecha de la ventana principal. CLAVES PARA EL DIBUJO 1. Comience en MH-1 2. Dibuje las tuberas P-1 a P-7 tal como lo indica el dibujo, y al final de esta ultima cambie de elemento haciendo click derecho con el mouse para dibujar la descarga Outlet O-1. 3. Luego, dibuje las tuberas P-8 y P-9 empezando desde MH-8 y conectando finalmente con MH-6. 4. Dibuje P-10 desde MH-4 hasta MH-10 5. Finalmente, iniciando desde MH-11 dibuje P-11, P-12 y P-13 hasta conectar con MH-5. Asegrese que los nmeros y el orden de tuberas y pozos de inspeccin sean iguales a los del dibujo. Pg. 4 5. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Edicin del modelo La entrada de datos en este ejercicio se realizara de forma manual. Los sistemas de informacin geogrfica existentes en la actualidad permiten que la mayora de los datos se encuentren en formato electrnico. SewerCAD le ofrece forma prcticas de ingresar datos como Conexin con Base de Datos y Conexin con archivos Shapefiles. Inclusive el desarrollo geomtrico de la red puede realizarse en forma automtica importando un dibujo desde AutoCAD o ArcGIS. Estas caractersticas se vern mas adelante. Una vez que el sistema este dibujado, ingrese los datos fsicos para los pozos de inspeccin Manholes incluyendo las elevaciones de terreno Ground Elevation y fondo Sump Elevation que se encuentran en las tablas de abajo. Esto se puede hacer fcilmente usando los reportes tabulares de los pozos e inspeccin Manhole Report. CLAVE: Asegrese que los pozos de inspeccin Manholes estn listados en el mismo orden que se indica abajo cuando se encuentre ingresando los datos. Si se encuentra en un orden diferente, haga click derecho en el encabezado de la columna Label y haga click en Sort y Ascending para ordenar la tabla en orden ascendente con respecto al nombre de la estructura. Datos Fsicos de los Pozos de Inspeccin Manhole Nodo Elevacin de Terreno Ground elevation Elevacin de fondo Sump elevation MH-1 156.97 155.36 MH-2 156.36 154.87 MH-3 156.06 154.32 MH-4 155.75 153.86 MH-5 155.14 153.13 MH-6 154.84 152.25 MH-7 154.53 152.16 MH-8 155.75 153.98 MH-9 155.45 153.25 MH-10 155.75 154.22 MH-11 156.06 154.53 MH-12 155.75 154.05 MH-13 155.75 153.62 Pg. 5 6. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Cuando usted termine de entrar estos valores, su tabla debe lucir como la de la derecha. Es posible que sus columnas estn en un orden diferente, e incluso puede tener columnas adicionales. Haga click en Close para salir de los reportes tabulares. Ahora debemos ingresar los datos fsicos para la salida O-1. Haga doble click en la estructura de descarga Outlet O-1 para acceder al dialogo del elemento. Configure la elevacin del terreno Ground elevation a 153.92 m y la elevacin del fondo Sump elevation a 151.79 m. (No se preocupe si las coordenadas X e Y son diferentes a las del dibujo) Asegrese que la condicin de control aguas abajo Tailwater Condition este configurada a salida libre Free Outfall y seleccione OK para salir. Pg. 6 7. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Ingresando las cargas sanitarias La siguiente tabla muestra las cargas sanitarias con las que cuenta cada pozo de inspeccin. Cada una de las estructuras cuenta con descargas de diferentes fuentes. Para ingresar estas cargas al modelo, debe editarse individualmente cada pozo tal como se explica a continuacin. Todas las cargas indicadas en la tabla de abajo son cargas unitarias (Unit Load Type and Count) y son cargas Sanitarias Secas (Sanitary Dry Weather Flow). Datos de Carga Nodo Carga Unitaria Sanitaria Unidad Cantidad MH-1 Home (Luxury) Resident 50 MH-2 Home (Luxury) Resident 20 Home (Luxury) Resident 20 MH-3 Day Camp Guest 30 MH-4 Home (Luxury) Resident 14 Home (Luxury) Resident 16 MH-5 Apartment Resident 200 Home (Luxury) Resident 14 Country Club per Employee Employee 20MH-6 Country Club per Member Present Guest 150 Home (Luxury) Resident 20 School (Mdium) Student 800MH-7 Apartment Resident 100 MH-8 Home (Luxury) Resident 20 Home (Luxury) Resident 16 MH-9 Restautant Meal 30 MH-10 Home (Luxury) Resident 12 MH-11 Home (Luxury) Resident 16 MH-12 Home (Luxury) Resident 30 MH-13 Home (Luxury) Resident 20 Pg. 7 8. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Haga un doble click en MH-1 para acceder al dialogo del elemento y seleccionar la pestaa de carga Loading. Seleccione el botn de aadir Add en el rea de carga sanitaria seca Sanitary (Dry Weather) Despus seleccione Carga Unitaria Unit Load Unit Type & Count desde el men desplegable mostrado. Seleccione Home (Luxury) en el men de Carga Unitaria Sanitaria Unit Sanitary (Dry Weather) Load. Ingrese 50 residentes como la cantidad. Observe como la carga base Base Load es calculada automticamente teniendo en cuenta el consumo unitario de 380 l/d por residente. Seleccione OK para salir del dialogo. Pg. 8 9. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Continu ingresando los flujos sanitarios Sanitary (Dry Weather) Flow para cada pozo de inspeccin haciendo doble click en cada dialogo de elemento. Note que varios pozos de inspeccin tienen ms de un tipo de carga. Para estos pozos usted va a tener lneas mltiples de datos en la lista de flujo sanitario. Por ejemplo, MH-7 debe de lucir como se muestra en la figura de la derecha. Note que hay una opcin para visualizar un grafico tipo pastel. Seleccione el botn de Pie Chart para abrir el grafico y despus Close para salir. Pg. 9 10. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Estructuras con flujos conocidos Existen tuberas que descargan aguas negras en los pozos MH-1 y MH-12. Las mismas sern consideradas en el modelo solamente como una Nodo Flujo conocido (l/d) MH-1 75.708 MH-12 18.927 carga fija en esos pozos. Para considerar estas cargas vamos a ingresar flujos conocidos (Known Flows) en dichas estructuras tal como lo indica la tabla de la derecha. Ingrese los flujos conocidos para MH-1 y MH-12 en el campo flujo conocido Known Flow. Su pantalla debe lucir como la de abajo cuando usted ingrese todos los datos para MH-1. No olvide hacerlo tambin para MH-12 Pg. 10 11. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Flujos extremos Antes de ejecutar el modelo, dirjase al men de Analysis y seleccione flujos extremos Extreme Flows. Seleccione Edit para modificar la configuracin base de flujo Base Extreme Flow Setup. Con el mouse sobre la columna Extreme Flow Method, haga un click derecho y seleccione Global Edit. Seleccione Ten State como el mtodo de flujo extremo Extreme Flow Method. Dado que la carga unitaria para restaurante no esta basada en poblacin, vaya hacia abajo y asocie el Restaurante con el mtodo de flujo extremo constante Constant. Con esto hemos seleccionado diferentes metodologas de mayoracin para los diferentes flujos unitarios sanitarios usados en el modelo. Seleccione OK y OK nuevamente para salir. Pg. 11 12. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Ejecutando el modelo Seleccione el botn para ejecutar el modelo. Vamos a hacer un anlisis esttico, de manera que la opcin Steady State debe estar seleccionada. Haga click en el botn para correr el modelo. Una vez terminados los calculos observe que existe una luz amarilla en la pestaa Results, la cual indica que hay mensajes de advertencia 8no significa que hubo error en la simulacin. Si ocurre esto, la luz sera de color rojo). Haga click en el botn para observar las advertencias referentes a cada elemento. Note que algunas de estas advertencias estn relacionadas con las restricciones mnimas de velocidad. Esto es debido a que por defecto la restriccin de velocidad mnima esta configurada a 0.50 m/s. Cuando usted ejecuta cualquier anlisis, las restricciones de velocidad mnima y mximas son utilizadas para advertirle de posibles problemas en su sistema. Se puede disminuir el valor de velocidad mnima, as mismo reduciendo errores, seleccionando Analysis, Restricciones de Diseo por Defecto (Default Desing Constraints) y configurando la restriccin de velocidad mnima Minimum Velocity Constraint a un valor menos que 0.50 m/s. Despus de completar la primera simulacin, revise los resultados usando codificacin a color (Color Coding), anotaciones (Annotations), perfiles y reportes tabulares. Utilice estas herramientas para comparar sus resultados con la tabla final. Pg. 12 13. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Escenario con carga pluvial Despus de revisar el sistema con Condiciones de Carga Sanitaria Seca (Simulacin Previa) configure un evento de Carga Pluvial y compare los resultados. Desde la ventana principal seleccione Analysis/Alternatives. Seale la tercera alternativa desde la izquierda, de carga de infiltracin y flujo entrante Infiltration and Inflow Loading. Esta alternativa es la que almacena las cargas pluviales. Note que ya existe una alternativa base. Seleccione Edit y note que no tenemos cargas pluviales aplicadas a la simulacin previa. Seleccione Close para salir de la alternativa base. Pg. 13 14. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Tenemos que crear una alternativa de carga pluvial para nuestro evento. No es necesario crear una alternativa hijo (Child) pues no es necesario heredar informacin de la alternativa existente. Seleccione Add y nombre la nueva alternativa Evento Pluvial Haga click en OK. Haga click derecho sobre la columna de tipo de carga de infiltracin Infiltration Load Type y seleccione Global Edit. Configure el tipo de infiltracin como la distribuida en la longitud de la tubera (Pipe Lenght). Utilizando la tabla de abajo (izquierda), configure la velocidad de infiltracin por unidad de carga (Infiltration Rate per Loading Unit) para todas las tuberas. Despus seleccione la pestaa de estructura de entrada (Inflow Structure) y usando la tabla de la derecha ingrese el flujo entrante para cada pozo de inspeccin. Datos de Infiltracin por la Tubera Tubera Velocidad de Infiltracin por Unidad de Carga (l/d) P-1 227 P-2 227 P-3 227 P-4 227 P-5 303 P-6 303 P-7 303 P-8 227 P-9 227 P-10 227 P-11 227 P-12 227 P-13 227 Datos de Flujo entrante en Pozo de Inspeccin Pozo de Inspeccin Flujo Base patrn Carga de entrada (l/d) MH-1 757 MH-2 1136 MH-3 1136 MH-4 946 MH-5 1136 MH-6 946 MH-7 1136 MH-8 1136 MH-9 1136 MH-10 757 MH-11 757 MH-12 1136 MH-13 1136 Pg. 14 15. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Seleccione Close para salir de la nueva alternativa y note el esquema de alternativas para la carga pluvial. Antes de salir del administrador de alternativas, renombre la primera alternativa como Sin evento pluvial haciendo click en Rename. Seleccione Close para salir del administrador de alternativas. Ahora desde el men de Analysis seleccione el men de Scenarios. Con el escenario Base sealado, haga click derecho y seleccione Rename. Renombre el escenario, Carga de Clima Seco/Sin Carga Pluvial. Pg. 15 16. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Con este escenario sealado, seleccione Scenario Management y luego Add Child Scenario, para agregar un escenario hijo del original. Queremos que sea un escenario hijo pues heredara la alternativa original de flujos sanitarios. Nombre el escenario Carga Pluvial y seleccione OK. En la pestaa Alternatives seleccione Evento Pluvial como la alternativa de carga de Infiltracin y Flujo Entrante y seleccione Close para salir. Seleccione Go Batch Run para correr ambos escenarios simultneamente. Seleccione ambos escenarios y haga click en Batch para iniciar clculos. Haga click en Yes para correr ambos escenarios cuando se le pregunte. Compare sus resultados con las respuestas al final. Utilice codificacin e colores, anotaciones, perfiles, reportes tabulares, y la comparacin de escenarios. Pg. 16 17. Diseo y Modelacin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Taller 2 Resultados CLAVE: Los resultados de cada grupo de alumnos pueden diferir entre si y tambien con la tabla presentada. Recuerde que cada uno ha realizado el esquema a mano y generalmente se presentan variaciones en las longitudes de las tuberas. No obstante, las diferencias no deberan ser substanciales. Tubera con mayor velocidad, Velocidad Escenario sin carga pluvial P-7 0.57 m/s Tubera con mayor perdida de cabeza Perdida Escenario sin carga pluvial P-8 0.73 m Tubera con menor perdida de cabeza Perdida Escenario sin carga pluvial P-10 0.33 m Carga sanitaria total del sistema Escenario sin carga pluvial 13.42 l/s Gradiente hidrulico en la estructura de salida Escenario sin carga pluvi...