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03.01-5 Ejercicio Practico Sifon

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Para el sifón que se ha proyectado en el sistema de riego Chancamayo de sección circular, se ha decido construirlo con tubería de Fierro dúctil:

Las secciones del canal a


4.- la entrada y salida son rectangulares y de las mismas dimensiones, además dela misma pendiente 0.0043, en consecuencia tendrá el mismo tirante y velocidad.
En el sifón debe de garantizarse la máxima velocidad planteando que debe de ser de V= 3.15 m/s y la densidad del agua es de 10 -6 m²/s, el sifón tiene una longitud de
370.50 m

Q= 1.44 m³/s
Cota A = 2658.631 m.
Cota B = 2642.367 m.
Tubería fierro ductil
S= 0.0043
V= 3.15 m/s
γa = 1.00E-06 m²/s

Además, a la entrada y salida de la tubería de presión, la velocidad con la que discurre y el tipo de flujo por el canal rectangular, de dimensiones 1.20 m de solera y un
0.60 m de tirante y tiene las siguientes características:

Las soleras de la rejilla son 12 y tiene dimensiones 2”x1x1/4” (0.051mx1mx0.0064m) separadas cada 0.1m

Determinar si la cota de salida del sifón propuesta no presentará problemas a la salida del sifón. Qúe régimen presenta el fluido a la salida.

DATOS
Q= 1.44 m³/s
Sifon
Cota A = 2658.631 m
Cota B = 2642.367 m
Tubería fierro ductil
n= 0.010
L= 370.5 m
Canal rectangular
S= 0.0043 Canal antes y despues del sifón
V= 3.15 m/s Canal antes y despues del sifón
γa = 1.00E-06 m²/s
b= 1.2 m
Y= 0.6 m

SOLUCION
a.- Determinación carácterísticas del sifon
a.1.- Diferencia de alturas entre cja ingreso y caja salida
H  E1  E2  Z1  Z 2 = 16.264 m.

a.2.- Cálculo del diámetro de la tubería

4Q
D = 0.762923563 m
V
a.3.- Calculo del diámetro de la tubería
 D2
A = 0.457142857 m
2

4
a.4.- Cálculo del perimetro mojado
P D = 2.396795061 m

a.5.- Calculo del rádio hidráulico


A
R = 0.190730891 m
P
a.6.- Cálculo de la velocidad
Q
V = 3.15 m/s
A
a.7 Número de Reynolds
VD
Re  = 2.40E+06 Regimen Turbulento
 agua
b.- Calculo de las características del canal al ingreso al sifón
b.1.- Cálculo de la velocidad de ingreso
Q
V  = 2 m/s
Acanal
Vcanal
Fr  = 0.824365611 Flujo sub crítico
gy
c.- Calculo de pérdidas de carga
c.1.- Perdidad de carga a la entrada del sifón

P1 V12 P V2
Z1    Z2  2  2  hf
 2g  2g
Hmin = 1.260266723 m 0.84266667
3 V2
H min  * 2
2 2g Hmin = 0.825414935 m

H min  0.30V1 D Hmin = 0.772395179 m


0.55
 V  0.952692279 m
H min  0.50 D  1 
 D
H tuberia _ entrada
H min  1.78  Hmin = 1.442 m Bien…
2
Pérdida de carga entrada
2
VCanal  VSifon
2

he  0.1 Δhc = 0.030186035 m.


2g
c.2.- Perdidad de carga a la salida del sifón

H tuberia _ salida
H min  1.78  Hmin = 1.345 m Bien…
2
2
VCanal  VSifon
2

he  0.2 Δhc = 0.060372069 m.


2g
c.3.- Perdida por rejillas
#= 10
Espesor = 0.0064 m

An A
 tuberia
1*1  #(1* esp=_ rej ) 0.936
Atuberia Atuberia
2
 An   =An  0.152704
K  1.45  0.45   
 Atuberia   Atuberia 
Q
Vn  = 3.365384615 m/s
An
Vn2
hrejilla  K = 0.088149696 m
2g
Δhr = 0.176299393 m Entrada y salida

c.4.- Perdida carga entrada al ducto


Ke = 0.23
2
V
h3  K e Δh3= 0.116318807 m
2g
c.5.- Perdida de carga por longitud
f= 0.018

 L  V 
2
hf  f    
Δhf= 4.420809425 m
 D   2g 
C= 115
1.8518
 V 
hf  L  0.63 
Δhf= 4.423303634
 0.85* C * R 
c.6 Perdida de carga por cambio de dirección
Kc = 0.25

n
 V2
hcd  K c 
Δh cd= 0.109388129 m

1 90 2 g

Δ(X°y´) Δ 90
1 12°39´ 12.65 0.3749074
2 21°38´ 21.6333333 0.49027581
0.86518321

c.7 Perdida de carga


H locales = 4.91586807 m

Cota salida minima = 2653.71513 m No presenta problemas el proyecto

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