Cálculo de sifón invertido

MEMORIA DECÁLCULO PROYECTO: PASO DE CANAL DE RIEGO

TRAMO :

IV

UBICACION: KM 17+336.5

FECHA:

Agosto, 2011

CALCULO DE SIFÓN INVERTIDO - SIFÓN INVERTIDO Datos de campo

Seccion del canal

Velocidad en el canal Area Area hidr hidráu áuli lica ca del del cana canall Caudal en el canal

V= 0.25 m/s 2 Ah= Ah= 0.070 m Q= 0.018 m /s 17.50

0.30

h=

l/s

b=

0.200

0.3 5

Diseño hidráulico

1

2

Z1= 3291.75 m Aplicación de la energía en los puntos 1 y 2

Z2= 3290.66

E1 = E2 2

Ei=

zi + yi +

vi 2g

zi= carga carga de posició posición n yi= carga carga de presió presión n 2

vi = carga de velocidad ∆H= carga hidráulica Se debe cumplir que ∆H debe ser mayor na la suma de todas las pérdidas que se generen en el sifón Para el sifón en estudio, las secciones de los dictos de entrada y salida al sifón son iguales, con la misma pendiente, en consecuencia el tirante y velocidad son iguales. ∆H= E1 - E2 = z1 - z2 z2 ∆H= 1.09 m

a) Cálculo del diámetro de la tubería

m

Consideramos en la tubería una velocidad inicial de

Vi=

1 m/s

0.5

D=

(4*Q)

.= 0.149

0.5

(V*π)

Adoptamos una tubería PVC de

D=

de la sección obtenemos:

m

6" =

Ah= 0.0182 Pm= 0.479 Rh= 0.0381

0.15

m

m^2 m m

(por ser comercial) área hidráulica perímetro mojado radio hidráulico

b) Cálculo de la velocidad dentro de la tubería Vt=

2

Q Ah

;

Ah=

π*D

4

.=

0.018

2

m

Vt= 0.959353 m/s

c) Velocidad de escurrimiento libre antes de la llegada a la cámara de entrada de entrada a sifón dato medido en situ

Vsec= 0.25 m/s

d) Cálculo de ahogamiento a la entrada y salida del sifón 2

Hmin= 1.5*

Vt

2*g

=

0.070364 m

Hmin= 0.5*D*(Vt/D 0.5)0.55 De las dos escogemos la mayor

=

Hmin=

0.124946 m 0.124946 m

e) Altura de ahogamiento proyectada

Entrada

Salida

Del gráfico H1= 0.13+h1 H1= 0.33 m

;h1=

0.20

m

H2= 0.08+h2 H2= 0.28 m

e) Comparación de altura mínima de ahogamiento con altura proyectada

;h2=

0.20

m

Para el punto de entrada: Para el punto de salida:

Hmin= 0.12 Hmin= 0.12

< <

0.33 .=H1 0.28 .=H2

Por tanto se verifica que el sifón siempre trabaje ahogado

Cálculo de perdidas de carga a) Perdidas de carga por entrada al conducto 2

hle= Ke*

Vt 2*g

;

Ke= 0.2

Para entrada con arista redondeada

hle= 0.010789 m

b) Perdidas por fricción en el sifón hf= (Vt/(0.8508*C*R0.63)1.8518*L L= 18.64 C= 150 Rh= 0.0381

m Coeficiente de Hazen W. para PVC Radio hidráulico del tubo

hf= 0.098373 m

c) Perdidas de carga por cambio de dirección o codos

0.5 2 hcd= Kc*(Σ(∆ /90º) )*(Vt  /2*g)

Kc= 0.25 coeficiente para codos comunes en el diseño se usan 3 codos de 45º ∆= ángulo de deflexción 0.5

0.5

Σ(∆/90º) = 3*(45º/90º) = 2.1 hcd=

0.0249

m

d) Pérdidas de carga por piezas especiales en el desague. 2 hpe= K*(Vt  /2*g)

hpe=

0.0281

K=

0.6

coeficiente de fricción para una ye

m

e) Perdidas de carga totales htotales= hle + hf + hcd + hpe htotales=

0.1622

m

Comparación de carga hidráulica disponible y pérdidas de carga:

Se debe cumplir:

∆H-htotales

>

0

∆H= 1.09 m

htotales= 0.1622

m

H-htotales= 0.93 > 0

∆

Por lo que se asegura que el sifón esté trabajando ahogado y a presión.