sifon
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Facultad:Ingeniería y Arquitectura
Carrera Profesional:Ingeniería de minas
Curso:
Docente:
Tema:Proyecto – Sifón Normal
Integrantes:
Díaz Díaz, jhan marco
Cajamarca, Abril 2012
TITULO:
“LA MEJOR OPCIÓN: UN SIFÓN”
Y el Agro te lo agradecerá
I) INTRODUCCIÓN
En esta oportunidad, vamos a presentar nuestro proyecto, en el cuál se va a detallar los
conceptos referentes a sifones y a los tipos de sifones existentes.
Lo que nos motivo a realizar el siguiente proyecto es que no sabemos aprovechar los
recursos que nos da la naturaleza, es por ello que realizando el sifón lograremos
nuestro objetivo.
Este informe consiste en hacer el diseño Hidráulico de un Sifón, previamente teniendo
como idea abastecer y mejor el riego en zonas de agricultura y de esta manera como
ingenieros industriales poder utilizar todos nuestros recursos.
II) PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Hemos creído conveniente realizar un sifón al ver la problemática que tiene la
población al no utilizar adecuadamente los recursos hídricos, con la finalidad de
hacer más eficiente y productivo este recurso natural como es el AGUA, de esta
manera nos proyectamos hacia un futuro más productivo en el sector agrario.
III) JUSTIFICACIÓN
La realización de este proyecto esta fomentado al aprovechamiento del agua en
zonas donde esta es difícil de llegar, para facilitar el regadío de sembríos en el
sector agrario.
IV) OBJETIVOS:
GENERAL:
Facilitar la captación del agua para canales de riego principales y
secundarios utilizando tubos de plástico y sin necesidad de la energía
eléctrica.
ESPECÍFICOS:
Llegar a utilizar el recurso natural del agua con la ayuda del Sifón
Normal.
Ayudar a las personas que se dedican a la agricultura y tengan mejores
condiciones de riego, etc.
V) PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN E HIPÓTESIS
¿Es factible realizar un sifón en las zonas agropecuarias de
Cajamarca?
Si, ya que si aprovechamos las lluvias en Cajamarca y formando un reservorio
artificial, llegaremos a utilizar el agua con la ayuda del Sifón normal y así poder
abastecer con este recurso a zonas las cuales no la tienen.
VI) ANTECEDENTES
Tipos de Sifón
Existen 2 tipos:
INVERTIDO NORMAL
Existen varios tipos de sifones invertidos son los que se indican a continuación:
a. Ramas oblicuas se emplea para cruces de obstáculos para lo que se cuenta con
suficiente desarrollo, y en terrenos que no presentan grandes dificultades de ejecución.
b. Pozo vertical con una o dos ramas verticales, son preferidos para emplazamientos de
poco desarrollo o en caso de grandes dificultades construidas. Sus características; de
fácil limpieza y reducido espacio, los hacen muy aconsejables.
c. Ramas verticales similares al inciso b
d. Con cámaras de limpieza tiene su aplicación en obras de cruce de vías subterráneas
Sifón Normal
Está formado por un tubo, en forma de "U" invertida (en el caso de sifón normal),
con uno de sus extremos sumergidos en un líquido, que asciende por el tubo a
mayor altura que su superficie, desaguando por el otro extremo. Para que el sifón
funcione debe estar lleno de líquido, ya que el peso del líquido en la rama del
desagüe es la fuerza que eleva el fluido en la otra rama.
El sifón normal nos permite burlar un obstáculo pasando la tubería por puntos más
altos que el de la fuente.
Sifón Invertido
A diferencia del sifón normal, el sifón invertido nos permite burlar obstáculos
pasando por depresiones topográficas. Es una solución técnica que nos permite
evitar o burlar grandes desarrollos de canales y/o zonas inestables de terreno.
La estructura conduce el agua mediante tubería con presiones positivas y cubre
grandes distancias con pequeñas diferencias de niveles (∆H) entre el caudal de
llegada y el canal de salida o de entrega.
Los accesorios imprescindibles en este tipo de estructuras son las rejillas de
protección en los canales de llegada y de descarga, válvula de purga en la sección
más baja, transiciones de entrada y de salida, codos de cambios de dirección,
uniones flexibles o rígidas según que la tubería sea plástica o metálica,
respectivamente.
Pérdidas Locales
Fórmula General: Las tuberías de conducción que se utilizan en la práctica están
compuestas, generalmente, por tramos rectos y curvos para ajustarse a los
accidentes topográficos del terreno, así como a los cambios que se presentan en la
geometría de la sección y de los distintos dispositivos para el control de las
descargas (válvulas y compuertas). Estos cambios originan pérdidas de energía,
distintas a las de fricción, localizadas en el sitio mismo del cambio de geometría o
de la alteración del flujo. Tal tipo de pérdida se conoce como pérdida local. Su
magnitud se expresa como una fracción de la carga de velocidad, inmediatamente
aguas abajo del sitio donde se produjo la pérdida; la fórmula general de pérdida
local es:
Donde:
h: pérdida de energía en metros.
K: coeficiente sin dimensiones que depende del tipo de pérdida que
se trate, del número de Reynolds y de la rugosidad del tubo;
V2/2g: la carga de velocidad, aguas abajo, de la zona de alteración del
flujo (salvo aclaración en contrario) en metros.
En la siguiente figura se presenta los valores del coeficiente K (Cf), e acuerdo con el tipo
de perturbación.
Pérdida por Rejilla
Con objeto de impedir la entrada de cuerpos sólidos a las tuberías, suelen utilizarse
estructuras de rejillas formadas por un sistema de barras o soleras verticales,
regularmente espaciadas, que se apoyan sobre miembros estructurales; dichas
rejillas obstaculizan el flujo y producen una pérdida de energía. Cuando están
parcialmente sumergidas y sobresalen del nivel de la superficie del agua, el
coeficiente K puede calcularse con la fórmula de Kirschmer que está de acuerdo con
las experiencias de Fellenius y Spangler, además de ser válida para el flujo normal
al plano de rejillas:
Donde: Cf, es un coeficiente que depende de la forma de la reja; V, es la velocidad
Vo frente a las rejas como si éstas no existieran.
Coeficiente Cf aplicables a la fórmula de Kirschmer de acuerdo con la forma de
barras
Pérdidas De Carga Por Fricción
Las pérdidas de carga por fricción se deben básicamente a 2 motivos:
Rozamiento que existe entre las partículas fluidas y las paredes de la tubería (en
régimen turbulento)
Rozamiento que existe entre las mismas partículas fluidas (régimen laminar).
Estas pérdidas de carga tienen lugar en toda la longitud del conducto y se calculan por
la siguiente fórmula:
h f=
f ∗LD
∗V 2
2 g
Donde f es un factor que se calcula teniendo en cuenta la rugosidad absoluta “ε” y el
número de Reynolds “Re”.
e=ε / D
ℜ=V∗D∗δμ
ℜ=V∗Dv
Donde:
μ = viscosidad dinámica
v = viscosidad cinemática
V = velocidad de flujo
D = diámetro de la tubería
Pérdidas De Carga Por Accesorios
Son un tipo de perdidas localizadas o concentradas en tramos particulares de la
tubería, también se conocen como perdidas singulares o locales. Se deben
generalmente a accesorios que se encuentran en la tubería, pueden ser codos,
válvulas, rejillas, etc. y cada uno de ellos tienen un coeficiente que se emplea para el
cálculo de la pérdida total.
hl=k∗V 2
2 g
Al igual que el sifón normal, el invertido también es una tubería sencilla, cuyo
procedimiento de cálculo hidráulico se realiza mediante la ecuación de energía que
se muestra: Z1+V 1
2∗α1
2 g+
P1
γ=Z2+
V 22∗α 2
2 g+
P2
γ
Asumiendo un flujo turbulento, tenemos que α 1 y α 2 son iguales a 1.
VII) METODOLOGÍA
Tomando datos en campo y sabiendo que la topografía del terreno, se va a
trazar el sifón y se procederá a diseñar la forma y dimensiones de la sección
de tal forma que este sea más económico y conveniente. Conociendo las
pérdidas de carga por fricción y el caudal que está circulando por ahí,
encontraremos la velocidad de diseño.
Al realizar nuestro sifón normal es llegar a utilizar al máximo el agua de la
lluvia recaudada en reservorios artificiales realizados con anterioridad, y
así llegar a abastecer a los agricultores exclusivamente de Cajamarca, ya
que el único sifón que hay en Cajamarca es el del distrito de Jesús.
VIII) CRONOGRAMA
Abril 2012:
ESTA EN EL EXEL- ADJUNTADO
05/04/12 Buscar una idea de proyecto.
06/04/12 Después de ver entre dos ideas, elegimos realizar el sifón.
08/04/12 Investigaciones acerca del sifón.
14/04/12 Ir realizando el informe.
16/04/12 Estructurar nuestra presentación con los pasos indicados en el
aula virtual.
23/04/12 Realizar una visita al Sifón ubicado en Jesús – Cajamarca,
elaborado de concreto para tener un idea mas clara.
29/04/12 Comprar los implementos para ir elaborando nuestro sifón y
así sacar los resultados para nuestro proyecto.
IX) RECURSOS
1 accesorio en “T”
1 codo 45°
1 codo de 90°
1 válvula de globo
1 cinta teflón
1 tina
1 tapón
Mano de obra:
Ascurra Alarcón, Alfredo
Díaz Díaz, Marisol
Mejía Moreno, Lilian
Ñontol Cotrina, Erick
Villena, Diego
Urrunaga Malpica, Julio
Tiempo de elaboración del Sifón
2 dias
X) DEFINICIONES BÁSICAS Y GLOSARIO DE TÉRMINOS
- Sifón: está formado por un tubo, en forma de "U" invertida, con uno de
sus extremos sumergidos en un líquido, que asciende por el tubo a
mayor altura que su superficie, desaguando por el otro extremo.
- Turbulento: relativo a las corrientes de un fluido que se encuentran en
estado de agitación
BIBLIOGRAFÍA
- Sotelo, Gilberto. 1997. Hidráulica General Vol. 1: Pérdidas locales.
Mexico: Edit. LIMUSA. S.A