diseno de sifon invertido calle terrones oscar giancarlo

Diseño de Sifón Invertido - Obras hidraulicas

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DISEÑO HIDRAULICO DE UN SIFON INVERTIDO

DATOS:

Q = 0.5 Caudal de diseño del Canal0.005 Pendiente de canal

Z = 0.00C = 150f = 0.009α = 27.50 22.50V = 1.50 m/s Velocidad en el sifon

Longitud tubo 360.00 mProfundidad = 3392.000 m.s.n.mCota Inicial = 3397.000 m.s.n.m 3.000Cota Final = 3394.000 m.s.n.m

1.- CALCULO PREVIO DE LAS DIMENSIONES DEL CANAL:

b= 2 y

y= 0.5 m

A= b*yP= b+2y

Dimensionamiento final de Canal

b = 1 m 1.00 my = 0.5 m 0.50 m

A= 0.5P= 2 m

V (canal) = 1.000 m/seg

m3/segS1 =

Coeficiente rugosidad para PVC

Angulo de transición de la entrada y

salida

m2

nPSAQ ..3/2

2/13/5


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2.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE LA TUBERÍA:

Vi=

D = 0.65147 m 26

Adoptamos una tubería de PCV de D= 26 " =Por ser comercial

Calculo de los otros parametros hidraulicos:

a.-Perimetro Mojado P= 2.07 mb.-Area A= 0.342 m2c.-Velocidad corregida V= 1.5 m/seg OK¡d.-Radio Hidraulico R= 0.165 md.-Numero de Reynold Re= 964575.413 9.65E+05

3.- CALCULO DE LAS ALTURAS MINIMAS DE AHOGAMIENTO A LA ENTRADA Y SALIDA:

a) 0.16 m

b) 0.38 m

c) 0.36 m

De las tres, escogemos la mayor: H min = 0.38

CAMARA DE ENTRADA

Y1= 1.5 md1= 0.676 m

* Consideramos en la tubería una velocidad inicial de:

FLUJO TURBULENTO

H min =

H min =

H min =

Por lo tanto del predimensionamiento:0.5m

y=1.50m

d=0.676mD=0.66m

12º38'

g

VH.2

.23 2

min

55..0m in )

.2.(.

21

DVDH

DVH ..3.0min

VQD 4


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1.16 m

CAMARA DE SALIDA

Y1= 1.30 md1= 0.676 m

0.96 m

4.- CALCULO DE LAS TRANSICIONES:

Longitud de transicion de ingreso:

Con el mayor angulo para el ingreso

Donde:Le = Longitud de transicion exterior.T = Espejo de agua en el canal.t = D = Diametro De la tuberíaα = Angulo de la transicion

Le = -0.31 m CRITERIO CONSTRUCTIVOLe asumido = 1.50 m L transición minima debe ser de 1.5m

Le min = 1.50 m

Longitud de transicion salida:

Li = -0.39 m CRITERIO CONSTRUCTIVOLe asumido = 1.50 m L transición minima debe ser de 1.5m

5.- CALCULO DE LA CARGA DISPONIBLE:

Calcular la diferencia de cotas ∆Z:

∆Z = COTA (1) - COTA (2)

H min <

Por lo tanto del predimensionamiento:

H min <

0.5m

y=1.50m

d=0.676mD=0.66m

12º38'

0.5m

y=1.30m

d=0.71m

D=0.66m

21º38'

gtTL e tan2


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Diferencia de cotas de ingreso y salida

∆Z = 3.000 m

6.- CALCULO DE LAS PERDIDAS DE CARGA:

6.1.-Perdida de carga por transición de entrada y salida:

hf friccionh singularidad

= 0.006 m K=0,1hte (2)-(1)

= 0.012 m K=0,2hts (2)-(1)

6.2.-Perdida de carga por rejilla:

Se analiza para una rejilla de area unitaria empleando platinas de 2"x1/4"x1.00 m

Calculo del Numero de platinasN = A/s + 1

Donde:N = Numero de platinasA = Ancho unitario de rejil 1.00 mB = Largo unitario de rejil 1.00 ms = Espaciamiento de rejill 0.10 me = Espesor de las platinas 0.00635 m 0.25*2.54/100

N = 11 Platinas A/s+1

Calculo del area neta por M2:

A'n = Area unitaria - Area de platinas A'n = 0.930

Area' neta = area total- area de rejillas de platinasm2

gVVh crt

te .2.1.02.

2.

gVVh crt

ts .2.2.02.

2.

gVKhre .2

2


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Calculo del area neta en la tuberia:

An = A'n x At A'n*A2An = 0.318

Entonces:An/Ag = 0.93015

Donde:K = Coeficiente de perdida en rejillas.An = Area neta de paso entre rejillas.Ag = Area bruta de la estructura y su soporte

K = 0.16625

Vn = Q/AnVn = Velocidad a traves del area neta de la rejilla dentro del area hidraulica

Vn = 1.57 m/s

Finalmente las perdidas por entrada y salida seran:hre = 0.042 m

6.3.-Perdida de carga por entrada al conducto:

Donde:V = Velocidad del agua en el barril.Ke = Coeficiente que depende de la forma de entrada Ke = 0.5

hec = 0.054 m

6.4- Perdida de carga por fricción en el conducto:

Aplicando la ecuacion de Hazen Williams seria:

hf = 0.75 m

m2

2)()(45.045.1r

n

r

n

AA

AAK

gVKh eec 2

2

LxCxRV

h tef

8518.163.0 )

8508.0(


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Aplicando la ecuacion de Darcy Weisbach seria:

hf = 0.53 m

6.5- Perdida de carga por cambio de dirección o codos:

Ke = 0.25

D12.383 0.010 angulos a la entrada y salida del sifon21.38 0.013SUMA 0.023

hcd = 0.023 m

CODOS DEL CONDUCTO Y SUS RESPECTIVOS ANCLAJES

(D/90)(0.5)

0.5m

y=1.30m

d=0.71m

D=0.66m

21º38'

0.5m

y=1.50m

d=0.676mD=0.66m

12º38'

2.00m

1.30m

12º38'

Válvula de purga Ø 20"

2.00m

1.00m

21º38'

)2

(2

gV

DLfh ef

)2

.(90

2

1 gVkh

n

ecd D


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6.6- Perdida de carga por valvula de purga:

Se desprecia por que la valvula de purga esta fuera del cuerpo del sifon

6.6- Perdida de carga TOTALES

DESCRIPCION DH (M)

Perdida por transiciones de entrada 0.006 0.65%Perdida por transiciones de salida 0.012 1.31%

Perdida por rejillas 0.042 4.72%Perdida por entrada al conducto 0.054 6.14%Perdida por friccion en el ducto 0.749 84.54%Perdida por cambio de direccion 0.023 2.64%

Perdida por valvulas 0.000 0.00%TOTALES 0.89 100.00%

7.-

∆Z = 3.000 m > 0.89 CUMPLE

COMPARACIÓN DE LA CARGA HIDRAULICA DISPONIBLE Y LAS PEDIDAS DE CARGA TOTALES

Si fuese mayor las perdidas que la carga hidraulica aumentar el diametro para reducir asi las perdidas de

carga

2.00m

1.30m

12º38'


2.00m

1.00m

21º38'


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DISEÑO HIDRAULICO DE UN SIFON INVERTIDO


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1.50 m/s

"

0.66 m

FLUJO TURBULENTO


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Cumple

Cumple

Con el mayor angulo para el ingreso

CRITERIO CONSTRUCTIVOL transición minima debe ser de 1.5m

CRITERIO CONSTRUCTIVOL transición minima debe ser de 1.5m


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hf friccionh singularidad

K=0,1

K=0,2

Se analiza para una rejilla de area unitaria empleando platinas de 2"x1/4"x1.00 m


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Para bordes en angulo recto


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CODOS DEL CONDUCTO Y SUS RESPECTIVOS ANCLAJES

0.5m

y=1.30m

d=0.71m

D=0.66m

21º38'

2.00m

1.30m

12º38'


2.00m

1.00m

21º38'


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0.65%1.31%4.72%6.14%84.54%2.64%0.00%

100.00%

CUMPLE

2.00m

1.30m

12º38'


2.00m

1.00m

21º38'

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