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DISEÑO DE UN SIFON INVERTIDO
1.-DIMENSIONAMIENTO DE LOS CANALES DE ENTRADA Y SALIDA
Caudal 0.641 m3/s SECCION DE ENTRADA Cota Inicial 1847.337 msnm Longitud 139 metros 1.1.- DIMENSIONAMIENTO CON HCANALES SECCION DE ENTRADA Seccion de maxima eficiencia hidraulica Datos Caudal 0.641 m3/s Talud 2.5 Suelo limo-arenoso Rugosidad 0.015 Concreto Pendiente 0. Resultados Tirante(Y) 0.3789 m Ancho de solera (b) 0.6 m Perimetro (p) 2.6406 m Area hidraulica (A) 0.5863 m Radio Hidrauli 0.222 m Espejo de agua (T) 2.4947 m Velocidad (v) 1.0932 m/s Numero de Froude (F) 0. Borde Libre 0.2211 m Tipo de flujo Subcritico 1.2.- DIMENSIONAMIENTO CON HCANALES SECCION DE SALIDA Seccion de maxima eficiencia hidraulica Datos Caudal 0.641 m3/s Talud 2.5 Suelo gravoso Rugosidad 0.015 Concreto Pendiente 0.
Resultados Tirante(Y) 0.3789 m Ancho de solera (b) 0.6 m Perimetro (p) 2.6406 m Area hidraulica (A) 0.5863 m Radio Hidrauli 0.222 m Espejo de agua (T) 2.4947 m Velocidad (v) 1.0932 m/s Numero de Froude (F) 0. Borde Libre 0.2211 m Tipo de flujo Subcritico 2.- CALCULO DE LA CARGA HIDRAULICA DISPONIBLE APLICAMOS BERNOULLI EN ENTRADA Y S Para entrada Para salida Zi 1847.337 1824.557 m Yi 0.379 0.379 m Vi^2/2g 0.061 0.061 m 1847.777 1824. 22.780 m Carga hidraulica disponible 2.- CALCULO DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA OJO: Considerando una velocidad de 3 m2/s Datos Q (m3/s) 0.641 D(m) 0. V (m/s) 3 D(pulg) 20. Podemos usar V(m/s) D1(pulg) 20 3.
OJO: SE DEBE VERIFICAR QUE TANTO AL INICIO COMO A LA SALIDA DEBE ESTAR EN REGIMEN SUBCRITICO SINO ES ASI, SE PU
GENERANDO UN RESALTO HIDRAULICO O VARIANDO LAS DIMENSIONES DEL CANAL. TAMBIEN CAMBIANDO LA SECCION DE TR
RECTANGULAR
ΔH
En si fones grandes se considera una velocidad conveniente de agua en el barril de 2.3 - 3.5 m/s que e en el fondo del conducto y que no es tan grande que pueda producir la erosión del material de los barr Para encontrar el conducto más adecuado económicamente y técnicamente, se determinaron sus dimensiones en f pasará y de la velocidad que resulta.
2.1.- CALCULO DE LA LONGITUD DE TRANSICION DE SALIDA
SECCION
PLANTA
L(m) 3 Tomaremos con criterio D(m)
3.- CALCULO DE LA ALTURA MINIMA DE AHOGAMIENTO A LA ENTRADA Y SALIDA DEL SIFON Formula general: Hmin 0.37 m Tomamos el mayor valor Hmin Formula 2: Hmin 0.51 m Formula Polikouski y Perelman Hmin 0.44 m
3.- CALCULO DEL FUNCIONAMIENTO DEL SIFON
0.3789 m 12°30' Vt (m/s) 2. Cota inicial
2.93 4.06 125. 139 Seccion 1 Cota de Fondo 1 1847.337 m Cota nivel Superior de Agua 1847.72 m Seccion 2 hv: perdida de carga de velocidad 1847.72 m
El máximo valor de P en la entrada debe ser 3/4 D y en la salida 1/2 D: Luego "P" en la salida: P(m) 0.30 Maximo valor Hts 0.62 m Entonces del dato: Cota de Fondo 6 1824.56 m Diferncias: Cota 6-Cota 5 0.25 m Verificacion: (cota6-Cota5 < Pmax) Correcto 4.- CALCULO DE LAS PERDIDAS HIDRAULICAS 4.1.- PERDIDAS DE CARGA POR TRANSICION DE ENTRADA Y DE SALIDA Entrada Salida Hle(m) 0. Hls(m) 0. 4.2.- PERDIDAS POR REJILLAS Cuando la estructura consta de bastidores de barrotes y rejillas para el paso el agua, las pérdidas originadas se calculan con la ecuación: El área neta por metro cuadrado será:
ℎ_𝑙𝑒=0.1∗((𝑉_2^
−𝑉_1^2))/2𝑔
ℎ_𝑙𝑠=0.2∗((𝑉_5^
−𝑉_6^2))/2𝑔
0.942 m Como el área hidralica (area neta) de la tuberia es de As : 0.282 m Entonces la relacion: r = (An/As) r= (An/As) 0. K = 0. Vn: Velocidad neta del area neta de la rejilla dentro del área hidráulica Vn=Q / An Vn = 2.275 m/s Hrejillas 0.036 m Como las rejillas se colocaran tanto a la entrada y la salida: Entonces: 2 Hrejillas: 0. 4.3.- PERDIDAS DE CARGA POR ENTRADA AL CONDUCTO Ke: Coeficiente que depende de la forma de entrada 0. He_cond 0.057 m 4.4.- PERDIDAS POR FRICCION EN EL CONDUCTO Primera forma Utilizando la formula de Hanzen y williams para la longitud de tuberia de 133.14 m Ch 130 Rh 0.1524 m hf 0.842 m Segunda forma An' = 1m1m- 9 (10.0064)= An = 0.942*3.58m2 = Para este caso usaremos una entrada con arista ligeramente redondeada , entonces Ke =
𝐴𝑠)^
Caudal min 0.641 m3/s SECCION DE SALIDA Cota final: 1824.557 msnm Borde libre
NOULLI EN ENTRADA Y SALIDA
Diametros comerciales mexico
TICO SINO ES ASI, SE PUEDE CAMBIAR
NDO LA SECCION DE TRAPECIO A
l de 2.3 - 3.5 m/s que evita el depósito de azolves del material de los barriles n sus dimensiones en función de la descarga que
Datos (verificar) b2(m) 0. Z 2. Y2(m) 0. Según las especificaciones de la secretaria de recursos hidraulicos S.R.H. 22°30' tanα (MAX) 0. 12°30' tanα (MIN) 0. tanα = 0. L Lmin 2. Lmax 4. maremos con criterio 3 m mamos el mayor valor 0.51 m α maximo admisible α minimo admisible
S: La pendiente minima para el sifón es de 0. S 0.18 12°30' Cota final
125.02 4.06 2. rga de velocidad Diametro 0.61 m
P" en la salida: alculan con la ecuación:
0.30 m Ecuacion de Colebrook-White Datos: ε (mm) (^) 0. Re 1338823
