Efecto Hidráulico en las Tuberías de Alcantarillado Sumergidas en el Cauce del Río Ichu
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Fecha
2019-12-04
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Resumen
El presente trabajo de investigación “EFECTO HIDRÁULICO EN TUBERÍAS DE ALCANTARILLADO SUMERGIDAS EN EL CAUCE DEL RÍO ICHU” tiene la finalidad de responder la pregunta ¿Qué efecto hidráulico se produce en las tuberías de alcantarillado sumergidas en el cauce del río Ichu? como problema general, con el objetivo de determinar el efecto hidráulico en las tuberías de alcantarillado sumergidas en el cauce del río Ichu. Probando la hipótesis “El efecto hidráulico produce el colapso de las tuberías de alcantarillado sumergidas en el cauce del río Ichu”. Estudiando la variable independiente: el efecto hidráulico y la variable dependiente: tuberías de alcantarillado sumergidas. Para probar dicha hipótesis se utilizó el tipo de investigación aplicada nivel explicativo considerando un modelamiento numérico y físico, con un diseño pre experimental utilizando el programa ANSYS que nos permite demostrar que de acuerdo a los modelos numéricos simulados, el efecto hidráulico produce el colapso de las tuberías de alcantarillado sumergidas en el cauce del río Ichu, debido al incremento del caudal del río Ichu, por ende para el análisis de las simulaciones físicas y numéricas, se modelaron con un caudal máximo de 120 m3/s en el cauce del río Ichu, dando así respuesta de las pruebas físicas, debido al incremento del caudal del río. Del cual se obtuvieron pendientes máximas con ángulos de inclinación horizontal de 247.5° y ángulos verticales de 45°, pendientes mínimas con ángulos de inclinación horizontal de 180° y ángulos verticales de 45°, las mismas que generan caudales de ingreso mínimos y máximos en las tuberías de alcantarillado sumergidas, de acuerdo a las pruebas físicas y numéricas realizadas, demostrando así que el caudal de ingreso del río hacia la tubería de alcantarillado, depende de la pendiente y del área de intersección entre la tubería y el margen del río Ichu, también se realizó el análisis del caudal en las tuberías de alcantarillado sumergidas. Donde se obtuvieron caudales de ingreso mínimo de 0.229 m3/s y caudales máximos de ingreso de 0.704 m3/s, en las tuberías de alcantarillado sumergidas, que se presentan en las tuberías con ángulos de inclinación horizontal de 180° y 247.5°, ángulos verticales de 45°(pendientes), los cuales se muestran en las pruebas N° 03 y N° 09 de acuerdo a la tabla N° 04 del modelo físico. Así mismo se obtuvo caudales de ingreso mínimo de 0.226 m3/s y caudales de ingreso máximo de 0.721 m3/s, en las tuberías de alcantarillado sumergidas, las que se presentan en las tuberías con ángulos de inclinación horizontal de 180° y 247.5°, ángulos verticales de 45°, los cuales se muestran en los modelos numéricos N° 09 y N° 03 de acuerdo a la tabla N° 09 del modelo numérico. Respecto al efecto hidráulico de la velocidad en las tuberías de alcantarillado sumergidas en el cauce del río Ichu, se presentan debido al incremento del caudal del río. Donde se obtuvo una velocidad mínima de ingreso de 4.323 m/s y una velocidad máxima de ingreso de 8.711 m/s dentro de las tuberías, para ángulos de inclinación horizontal de 247.5°, 180° y ángulo vertical de 15°(pendientes), los cuales se muestran en las pruebas N° 07 y N° 01 de acuerdo a la tabla N° 05 del modelo físico. De la misma manera se logró obtener una velocidad mínima de ingreso de 4.497 m/s y una velocidad máxima de ingreso de 8.523 m/s, en las tuberías de alcantarillado, las que se presentan con ángulos de inclinación horizontal de 247.5° y 225°, ángulos verticales de 15° y 30° (pendientes), los cuales se muestran en los modelos numéricos N° 07 y N° 05 de acuerdo a la tabla N° 10 del modelo numérico. Respecto al efecto hidráulico de la presión en las tuberías de alcantarillado sumergidas en el cauce del río Ichu, se presentan debido al incremento del caudal del río. Donde se obtuvo una presión mínima de 33.41 kPa y una presión máxima de 41.44 kPa, al interior de la tubería de alcantarillado, para los ángulos de inclinación horizontal de 247.5° y 180°, ángulo vertical de 45°(pendiente), los cuales se muestran en las modelos numéricos N° 09 y N° 03 de acuerdo a la tabla N° 11 del modelo numérico. Para un mejor análisis del comportamiento del flujo se realizó una simulación numérica con dos flujos de acuerdo al modelo numérico N° 03, con el flujo de ingreso del caudal del río hacia las tuberías de alcantarillado y con el flujo del caudal de salida de las tuberías de alcantarillado, obteniéndose un caudal de salida de 0.129 m3/s, velocidad de 3.405 m/s y una presión de 61.60 KPa, de la tubería de alcantarillado. Concluyendo que, en comparación con los modelos numérico anteriores, presenta la disminución del caudal y la velocidad, pero se tiene un incremento de la presión en las tuberías de alcantarillado sumergidas con la intersección del cauce de río Ichu, demostrando que el incremento del caudal del río Ichu produce efectos hidráulicos en las tuberías de alcantarillado sumergidas, las cuales producen el colapso de la red de tuberías de alcantarillado y buzones existentes en el margen de río Ichu de la cuidad de Huancavelica. Los mismos que fundamentan los resultados de toda la investigación.
Descripción
Palabras clave
Efecto Hidráulico, Tuberías de Alcantarillado Sumergidas, Modelos Físicos, Modelos Numéricos