Memoria de Instalación de Gas Natural PDF

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Instalacion de gas natural en edificio de departamentos...

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CONSTRUCAR

MEMORIA DE CÁLCULO INSTALACIÓN DE GAS NATURAL STAFF DE INGENIERIA CONSTRUCAR

Memoria de cálculo de las instalaciones de Gas Natural del Edificio de departamentos, llevado a cabo por la Empresa Construcar, S.A. de C.V.

DISEÑO DE INSTALACIONES DE GAS NATURAL. El gas natural es un combustible limpio, los gases producto de la combustión, tienen escasos efectos adversos en la atmósfera. Su combustión es más eficiente y limpia por lo que se considera un combustible ecológico que responde satisfactoriamente a los requerimientos del INE, SEMARNAP y la Secretaría de Energía, así como a la normatividad que entró en vigor a partir de 1998. DATOS GENERALES DEL FLUIDO.

GAS

NATURAL

Densidad de los vapores 0.61 kg/lt @ 15.5 °C Apariencia y color Gas incoloro, insípido, con ligero olor a Huevos podridos Relación de expansión 1 litro se convierte en 600 lts de gas Tabla 1.- Datos técnicos del Gas Natural

Tabla 2.- Especificaciones del Gas Natural NOM-001-SECRE-2010.

ACOMETIDA ALA IZQUIERDA. Consumo total de los equipos del ala izquierda del edificio es el siguiente:

Aparato

Consumo M³/hr

Cantidad

Total

Estufa de 4 quemadores y horno

0.48

4

1.92

Calentador de agua de paso Bosch

0.93

4

3.72

Total Consumo

5.64 M³/hr

Tabla 3.- Tabla de consumo de aparatos. CÁLCULO DE TUBERIA Las longitudes equivalentes con las que se estima la longitud total de la tubería, con la finalidad de estimar la caída de presión en la línea de suministro hacia los distintos aparatos, es la siguiente:

DIAMETR O 9 13 19 25 32 38

Codo 90° 0.3 0.6 0.75 0.9 1.2 1.5

Codo 45° 0.2 0.4 0.45 0.55 0.8 0.9

CONEXIONES Tee de giro Tee de 90° paso 0.45 0.17 0.9 0.2 1.2 0.25 1.5 0.27 1.8 0.4 2.15 0.45

Válvula esfera 0.06 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3

Válvula de globo 2.45 4.6 6.1 7.6 10.5 13.5

Tabla 4.- Tabla de equivalencia de conexiones en metros lineales de tubería.

Fig. 1.- Isométrico Línea 1 Departamento 1 Planta Baja -Alim. de calentador de agua-

Fig. 2.- Medidor de gas y alimentación a Estufa del departamento 1 Planta Baja. CALCULO DEL DIAMETRO DE LAS TUBERIAS. Todas las tuberías se dimensionarán para el caudal simultáneo de uso y teniendo en cuenta la presión de trabajo de los aparatos, así como las pérdidas de presión permitidas en cada tramo. Para el cálculo de la pérdida de presión se ha empleado la fórmula del Dr. Pole modificada para el uso de unidades métricas, de acuerdo al manual de instalaciones de gas del manual Nacobre, con la siguiente expresión: H =G 2 ∙ L ∙ f Dónde: -

H G L f

Pérdidas de presión en porcentaje. Gasto de gas en m³. Longitud equivalente en metros. Factor para los distintos diámetros de tubería

Para obtener los factores de f, se utilizará la tabla del proveedor de tuberías de cobre, en este caso Nacobre, la cual se presenta a continuación:

D. N.

D. E.

D. I.

f (fórmula)

10 13 19 25 32 38 51

12.7 15.875 22.225 28.575 34.925 41.275 53.975

1.0922 1.3843 1.9939 2.6035 3.2131 3.8227 5.0419

0.976 0.298 0.048 0.0127 0.0044 0.00186 0.00046

f (según D. G. G.) 0.98 0.297 0.048 0.0127 0.0044 0.00186 0.00046

Tabla 5.- Tabla de factores de f para tubos de cobre rígido tipo L Haciendo a f la variable, conociendo los gastos en cada tramo, y con la finalidad de aproximar el valor de f, se puede posteriormente verificar el valor con el de la tabla para seleccionar un diámetro para la tubería en cada caso de los tramos de tubería, despejando a f, con lo cual queda de la siguiente forma:

f=

H 2 G ∙L

Con los gastos conocidos y las longitudes de cada tramo determinado, se toma a H como la unidad, resolviendo de esta forma para f, y posteriormente se busca un valor en la tabla anterior para conocer el diámetro de acuerdo al fabricante, quedando de la siguiente manera:

Tramo

Le

G

1

22.42

0.93

2

7.65

1.41

3

6.6

0.48

4

18.3

0.93

5

6.12

1.41

6

6.82

0.48

7

14.17

0.93

f 0.05157016 2 0.06575069 4 0.65761784 5 0.06318049 3 0.08218836 7 0.63640436 6 0.08159513 3

8

13.65

1.41

9

7.04

0.48

10

10.05

0.93

11

16.65

1.41

12

7.26

0.48

Diámetr o f (real) 19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

0.03684929

19

0.048

0.61651673 0.11504507 8 0.03020977 8 0.59783440 5

19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

H 0.9307707 8 0.7300303 2 0.0729907 2 0.7597281 6 0.5840242 6 0.0754237 4 0.5882703 8 1.3026031 2 0.0778567 7 0.4172277 6 1.5888895 2 0.0802897 9

Tabla 6.- Tabla de cálculos de f y caídas de presión por tramo de tubería. Al tener un diámetro de 19 mm el tubo más desfavorable los tubos subsecuentes se consideran con un diámetro mínimo de la primera sección, dado que este no puede reducir por el gasto de demanda. Los cálculos de caídas de presión por línea de tubería se toman con los tramos de tubería más desfavorable por línea, con lo que tenemos: H 1−´ 2=0.93 + 0.73 =1.66 % H 4−5 ´ =0.76+0.58=1.34 %

H 7−´ 8=0.58 + 1.3=1.88 % H 10 −´ 11=0.42 + 1.59 =2.01 % Al ser la caída de presión menor al 5% en cada uno de los casos, esta se considera aceptable para el proyecto, dado que cada línea llega hasta el maniful de suministro de forma independiente. Siendo el cálculo del maniful por separado con la suma de los gastos de cada línea. CALCULO DE MANIFUL. Esta tubería, igual a las anteriores su cálculo se basa en la revisión de las caídas de presión, ajustando un valor de f con el uso de fórmulas establecidas anteriormente para el cálculo de las secciones anteriores.

Con los componentes de la tubería, así como con las longitudes de los tramos de tubo, se obtiene la longitud equivalente del maniful, obteniendo el siguiente resultado: TRAMO CABEZAL COMPONENTES Tubería recta Codo 90° Codo 45° Tee de giro Tee de paso Válvula de esfera Válvula de globo

DIAMETRO Y ACCESORIOS MATERIA DIAMET CANTID LONG. L RO AD EQUIV. TGAL mm n m TGAL 38 3.46 1 TGAL 38 2 1.5 TGAL 38 0 0 TGAL 38 3 2.15 TGAL 38 0 0 TGAL

38

4

0.3

TGAL

38

0 0 Longitud de cálculo:

LONG. TOTAL m 3.46 3 0 6.45 0 1.2 0 14.11

Tabla 7.- Longitudes equivalentes en maniful. Al igual que en la sección anterior, para obtener el porcentaje de caída de presión se lleva a cabo el cálculo con la expresión H =G 2 ∙ L ∙ f , la

cual deberá de ser menor al 5% para ser aceptable de acuerdo a la norma NOM-002-SECRE-2010

Tramo

Le

G

1

22.42

5.64

f 0.001402 188

Diámet ro 38

f (real) 0.0018 6

H 1.326498 49

Tabla 8.- Determinación de caídas de presión en maniful. Al ser la caída de presión menor al 5%, esta se considera aceptable para la selección del tubo para el maniful y hasta cada uno de los 4 medidores.

ACOMETIDA ALA DERECHA. Consumo total de los equipos del ala izquierda del edificio es el siguiente:

Aparato

Consumo M³/hr

Cantidad

Total

Estufa de 4 quemadores y horno

0.48

4

1.92

Calentador de agua de paso Bosch

0.93

4

3.72

Total Consumo

5.64 M³/hr

Tabla 9.- Tabla de consumo de aparatos.

CÁLCULO DE TUBERIA Las longitudes equivalentes con las que se estima la longitud total de la tubería, con la finalidad de estimar la caída de presión en la línea de suministro hacia los distintos aparatos, es la siguiente:

DIAMETR O 9 13 19 25 32 38

Codo 90° 0.3 0.6 0.75 0.9 1.2 1.5

Codo 45° 0.2 0.4 0.45 0.55 0.8 0.9

CONEXIONES Tee de giro Tee de 90° paso 0.45 0.17 0.9 0.2 1.2 0.25 1.5 0.27 1.8 0.4 2.15 0.45

Válvula esfera 0.06 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3

Válvula de globo 2.45 4.6 6.1 7.6 10.5 13.5

Tabla 10.- Tabla de equivalencia de conexiones en metros lineales de tubería.

Fig. 1.- Isométrico Línea 1 Departamento 1 Planta Baja -Alim. de calentador de agua-

Fig. 2.- Medidor de gas y alimentación a Estufa del departamento 1 Planta Baja.

CALCULO DEL DIAMETRO DE LAS TUBERIAS. Todas las tuberías se dimensionarán para el caudal simultáneo de uso y teniendo en cuenta la demanda de consumo de los aparatos, así como las pérdidas de presión permitidas en cada tramo. Para el cálculo de la pérdida de presión se ha empleado la fórmula del Dr. Pole modificada para el uso de unidades métricas, de acuerdo al manual de instalaciones de gas del manual Nacobre, con la siguiente expresión: 2

H =G ∙ L ∙ f

Dónde: -

H G L f

Pérdidas de presión en porcentaje. Gasto de gas en m³. Longitud equivalente en metros. Factor para los distintos diámetros de tubería

Para obtener los factores de f, se utilizará la tabla del proveedor de tuberías de cobre, en este caso Nacobre, la cual se presenta a continuación:

D. N.

D. E.

D. I.

f (fórmula)

10 13 19 25 32 38 51

12.7 15.875 22.225 28.575 34.925 41.275 53.975

1.0922 1.3843 1.9939 2.6035 3.2131 3.8227 5.0419

0.976 0.298 0.048 0.0127 0.0044 0.00186 0.00046

f (según D. G. G.) 0.98 0.297 0.048 0.0127 0.0044 0.00186 0.00046

Tabla 11.- Tabla de factores de f para tubos de cobre rígido tipo L Haciendo a f la variable, conociendo los gastos en cada tramo, y con la finalidad de aproximar el valor de f, se puede posteriormente verificar el valor con el de la tabla para seleccionar un diámetro para la tubería en cada caso de los tramos de tubería, despejando a f, con lo cual queda de la siguiente forma:

f=

H G2∙ L

Con los gastos conocidos y las longitudes de cada tramo determinado, se toma a H como la unidad, resolviendo de esta forma para f, y posteriormente se busca un valor en la tabla anterior para conocer el diámetro de acuerdo al fabricante, quedando de la siguiente manera:

Tramo

Le

G

1

22.42

0.93

2

7.65

1.41

3

6.6

0.48

4

18.3

0.93

5

6.12

1.41

6

6.82

0.48

7

14.17

0.93

f 0.05157016 2 0.06575069 4 0.65761784 5 0.06318049 3 0.08218836 7 0.63640436 6 0.08159513 3

8

13.65

1.41

9

7.04

0.48

10

10.05

0.93

11

16.65

1.41

12

7.26

0.48

Diámetr o f (real) 19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

0.03684929

19

0.048

0.61651673 0.11504507 8 0.03020977 8 0.59783440 5

19

0.048

19

0.048

19

0.048

19

0.048

H 0.9307707 8 0.7300303 2 0.0729907 2 0.7597281 6 0.5840242 6 0.0754237 4 0.5882703 8 1.3026031 2 0.0778567 7 0.4172277 6 1.5888895 2 0.0802897 9

Tabla 12.- Tabla de cálculos de f y caídas de presión por tramo de tubería. Al tener un diámetro de 19 mm el tubo más desfavorable los tubos subsecuentes se consideran con un diámetro mínimo de la primera sección, dado que este no puede reducir por el gasto de demanda. Los cálculos de caídas de presión por línea de tubería se toman con los tramos de tubería más desfavorable por línea, con lo que tenemos: H 1−´ 2=0.93 + 0.73 =1.66 % H 4−5 ´ =0.76+0.58=1.34 %

H 7−´ 8=0.58 + 1.3=1.88 % H 10 −´ 11=0.42 + 1.59 =2.01 % Al ser la caída de presión menor al 5% en cada uno de los casos, esta se considera aceptable para el proyecto, dado que cada línea llega hasta el maniful de suministro de forma independiente. Siendo el cálculo del maniful por separado con la suma de los gastos de cada línea. CALCULO DE MANIFUL. Esta tubería, igual a las anteriores su cálculo se basa en la revisión de las caídas de presión, ajustando un valor de f con el uso de fórmulas establecidas anteriormente para el cálculo de las secciones anteriores.

Con los componentes de la tubería, así como con las longitudes de los tramos de tubo, se obtiene la longitud equivalente del maniful, obteniendo el siguiente resultado: TRAMO CABEZAL COMPONENTES Tubería recta Codo 90° Codo 45° Tee de giro Tee de paso Válvula de esfera Válvula de globo

DIAMETRO Y ACCESORIOS MATERIA DIAMET CANTID LONG. L RO AD EQUIV. TGAL mm n m TGAL 38 3.46 1 TGAL 38 2 1.5 TGAL 38 0 0 TGAL 38 3 2.15 TGAL 38 0 0 TGAL

38

4

0.3

TGAL

38

0 0 Longitud de cálculo:

LONG. TOTAL m 3.46 3 0 6.45 0 1.2 0 14.11

Tabla 13.- Longitud equivalente de tubería en maniful Al igual que en la sección anterior, para obtener el porcentaje de caída de presión se lleva a cabo el cálculo con la expresión H =G 2 ∙ L ∙ f , la

cual deberá de ser menor al 5% para ser aceptable de acuerdo a la norma NOM-002-SECRE-2010

Tramo

Le

G

1

22.42

5.64

f 0.001402 188

Diámet ro 38

f (real) 0.0018 6

H 1.326498 49

Tabla 14.- Determinación de caída de presión en maniful. Al ser la caída de presión menor al 5%, esta se considera aceptable para la selección del tubo para el maniful y hasta cada uno de los 4 medidores....