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8/16/2019 Diseño de Sifón Nº 01
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Dimensiones del sifonQDISEÑO QDISEÑO= 0.50 m /s
Cota de entrada al Sifón CENTRADA= 4007.38 m
Cota de salida al Sifón CSALIDA= 4004.58 m
Longitud del Sifón L= 44.4 m
Progresiva Entrada PENTRADA 0+090
Progresiva Salida PSALIDA 0+136
1).- Calcular las dimensiones del canal
*) Caracteristicas de canal de Entrada a la camara de carga
Ancho Base mayor de Canal= 1.80 m Ancho Base mayor de Canal= 0.40 m Altura de Canal= 0.70 m
Q b z n S y A P R VCANAL(m3/s) (m) (m/m) (m) (m) (m) (m) (m/s)
0.50 0.40 1.00 0.016 0.002 0.50 0.45 1.81 0.25 1.10
2).- Selección del diametro del tubo
De la fórmula:
Asumiendo un diámetro del Sifón: D= 0.60 m
Tenemos: A= 0.28 mV= 1.77 m/s
3).- Carga disponible
Diferencia de cotas ∆z = 2.8 m.
4).- Cálculo de pérdidas en el Sifón
a).- Pérdida de carga de Entrada al Sifón
La Perdida por Entrada:
hENTRADA= 0.006 m
b) Perdida de carga en la Rejilla
Cuando la estructura consta de bastidores de barrotes y rejillas para el paso del agua, las pérdidas originadas se calculan con la ec. :
Donde :
hREJILLA = Perdidas por Rejilla
K= 1.45-0.45(An/Ag)-(An/Ag)2
K= Coeficiente de perdidas en la Rejilla An = Area neta de paso entre rejillas Ag= Area bruta de la estructura y su soporte, que quede dentro del area hidraulica.V = Velocidad a traves del area neta de la rejilla dentro del area hidraulica.
An (m2) Ag (m2) K V (m)0.70 0.80 0.28 1.10
hREJILLA= 0.017 m
c) Pérdida de carga por fricción en el sifónObtenida por la siguiente ecuacion
Donde :Velocidad del agua en el conducto : 1.77 m/sDiametro de la tubería del sifón : 0.60 mLongitud total del conducto : 50 m
MEMORIA DE CÁLCULO DE SIFÓN Nº 01
A
QV DISEÑO
g
V h
CANAL
ENTRADA2
1.0 2
g
KV h REJILLA
2
2
gD fLV h
TUBERÍA
FRICCIÓN 2
2
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Re= V*D/uν= 1.07E-06 m
2/s Para (20º C)
Re= 991,619.58Ks= 0.00015
f= 0.015
hf = 0.202 m
Desnivel Topografico : 2.80 m
Si el 25% más de la perdida de carga por fricción es menor que el desnivel topografico:
0.25 < 2.801 Proseguir con el Cálculo
d) Perdidas de carga por cambio de dirección o codos
Tramo 1 Tramo 2 Tramo 3 Total Angulo de Deflexión Δ 12.45 11.25 22.50hCODOS= 0.25√( Δ/90)V
2/2g 0.01 0.01 0.02 0.05
Perdidas de cargas totales por cambio de direcciòn hCODOS = 0.049 m
e) Pérdida de carga por de Salida del Sifón
hSALIDA= 0.032 m
5).- En resumenLas pérdidas de cargas totales son
a) h ENTRADA= 0.006 m
b) h REJILLA= 0.017 m
c) h FRICCIÓN= 0.202 m
d) h CODOS= 0.049 m
e) h SALIDA= 0.032 m
hTOTAL= 0.31 m
Para cuestiones de diseño se tiene
hCARGA ACEPTADO =1.25 hTOTAL
hCARGA ACEPTADO = 0.38 < 2.801 OK
6).- Altura mínima para evitar el ingreso de aire S:
Según Gulliver, et al (1986)
Numero de Froude:
F= 0.73S>= 0.47 m ==> 0.50 m
Según los Abacos de COE (1980)
S>= 0.99 m ==> 1.00 m
Tomamos el mayor de las dos fórmulas:
S= 1.00 m
7).- Dimensionamiento de la Camara de Carga
Altura de la Cámara de Carga:
ΔDEFLEXIÓN= 12.45 º
HCAMARA= 1.99 m ==> 2.00 m
Velocidad de Aproximación
Descripcion
F DS
4.05.0
gD
V F
21
.7245.0 DV S
g V h
TUBERÍA
ENTRADA2
2.0 2
40.0)cos( DEFLEXIÓN CAMAEA
DS H
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Asumimos: V APROXIMACIÓN= 0.18 m/s
Ancho de la Cámara de Carga:
bCAMARA= 1.39 m ==> 1.40 m
Longitud de la Camara de Carga:
LCAMARA= 9.47 m ==> 9.50 m
Longitud de transicion
Donde:
B = Ancho del canal de entradab = Ancho de la camara de cargaβ = 12.5º
LTRANSICIÓN= 0.90 m
CAMARAÓN APROXIMACI
CAMARA H V Q
b.
2)(
304.0 DC C
H LQ L
SALIDA ENTRADA
CAMARACAMARA
)5.12(2TAN
b B L CAMARACANAL
TRANSICIÓN
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