Diseño de Sifon
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CIVIL
II. OBJETIVOS:
Conocer el funcionamiento y las caractersticas que presenta un sifn invertido. Hacer el diseo de un sifn invertido con los datos de un sifn invertido. Con los datos obtenidos de la en la practica hacer los clculos correspondientes para comprobar si el sifn funciona correctamente.
Para cruzar una depresin, se debe recurrir a una estructura de cruce, en cada caso se escoger la solucin ms conveniente para tener un funcionamiento hidrulico correcto, la menor perdida de carga posible y la mayor economa factible. Los cuales pueden ser: Puente Canal Sifn invertido Alcantarilla PGINA 1
MECANICA DE FLUIDOS II
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B.1- partes de un sifn invertido Los sifones invertidos, constan de las siguientes partes: - Transiciones de entrada y salida MECANICA DE FLUIDOS II PGINA 3
- Rejilla en entrada y salida La rejilla de entrada se acostumbra hacerla con varillas de 3/8 de dimetro o varillas cuadradas de 0.95 x 0.95 cm2 (3/8 x 3/8) colocados a cada 10 cm, y soldadas a un marco de 2.54 x 1.27 cm2 (1 x 1/2). Su objeto de la rejilla es el impedir o disminuir la entrada al conducto de basuras y objetos extraos que impidan el funcionamiento correcto del conducto y la rejilla de salida para evitar el ingreso de objetos extraos o personas.
- Tuberas de presin
Son tuberas que transportan agua bajo presin, para que los costos de mantenimiento sean bajos hay que colocar soportes y los anclajes de la tubera en pendientes estables y encontrar buenos cimientos. No deber haber peligro de erosin por desprendimiento de laderas, pero se acceso seguro para hacer mantenimiento y reparacin.
i.
El acero comercial fue fabricado con planchas de acero roladas y soldadas. En general las tuberas de acero que estn protegidas por una capa de pintura u otra capa de proteccin pueden durar hasta 20 aos. Adems, son efectivas en resistencia a impactos pero son pesadas, se unen mediante bridas, soldadura o juntas metlicas. Evitar enterrar las tuberas de presin debido a que corren el riesgo de corroerse. ii. Velocidades en el conducto: PGINA 4
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El sifn siempre funciona a presin, por lo tanto, debe estar ahogado a la entrada y a la salida. Aplicamos Ec. De la Energa en 1 y 2:
Polikouski y Perelman:
Dnde: Vt: velocidad media en la tubera (m/s) y D: dimetro de la tubera de acero (m)
Este sifn funciona por diferencia de cargas, esta diferencia de cargas debe absorber todas las perdidas en el sifn. La diferencia de carga Z de be ser mayor a las prdidas totales. - Vlvula de purga de agua y lodos Se coloca en la parte ms baja de los barriles, permite evacuar al agua que se quede almacenada en el conducto cuando se para el sifn o para desalojar lodos. Para su limpieza o reparacin, y consistir en vlvulas de compuerta deslizante de las dimensiones que se estime conveniente de acuerdo con el caudal a desalojar.
C.1- Clculo del caudal El caudal lo obtenemos aforando el canal para este clculo se obtuvieron los siguientes datos
distancia= t1 = t2 = t promedio
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Q =
0.376
m3/seg.
Consideremos una velocidad de 2 m/s que se emplea para sifones pequeos, que nos evita el depsito de lodo y basura en el fondo del conducto y que no sea tan grande que pueda producir erosin en la tubera, con este valor conseguiremos el caudal, y despejando de la ecuacin de la continuidad: El dimetro que vamos a emplear es:
rea hidrulica:
Perimetro mojado:
P=D* = 0.489* = 1.536 m
Radio hidraulico:
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Su nmero de Reynolds
Las principales perdidas de carga que se presentan son: - Prdidas en la rejilla - Prdidas por friccin en el conducto - Prdidas en los codos (cambio de direccin) - Prdida por vlvula de limpieza C.2.1- Prdidas en la rejilla Cuando la estructura consta de bastidores de barrotes y rejillas para el paso del pagua, las prdidas originadas se calculan con la ecuacin:
Las soleras de la rejilla son de 9 y tiene dimensiones de 2 x 1m x 1/4" (0.051mx1mx0.0064m) separadas cada 0.4m. El rea neta por metro cuadrado ser:
Como el rea hidrulica (rea bruta) de la tubera es de 0.114 m 2 entonces el rea neta ser:
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Entonces:
Vn = velocidad a travs del rea neta de la rejilla dentro del rea hidrulica
Utilizando la frmula de Hazen Williams para una longitud de tubera de 52.45 m resulta:
Una frmula empleada es: Dnde: = ngulo de deflexin Kc = coeficiente para codos comunes = 0.25
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IV. CONCLUSIN
El diseo del sifn invertido funcionara bien ya que la sumatoria de perdidas es menor que la diferencia de cargas
V. RECOMENDACIONES
Se recomienda a los sectores de riego realizar trabajos de limpieza del canal a fin de evitar el acumulamiento de sedimentos rocas y malezas de arbustos que podran afectar el funcionamiento del sifn. Realizar trabajos de mantenimiento de las tuberas de acero con pintura anticorrosiva expsita con el fin de evitar la corrosin.
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VI. ANEXOS
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Vista de la base del sifn invertido. Aqu vemos que falta colocar la vlvula de purga en la parte inferior
A la izquierda vemos la compuerta lateral para realizar la limpieza en la transicin de entrada. A la derecha observamos la rejilla de entrada para al sifn.
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