Sifon Invertido
Sifon Invertido
Sifon Invertido
II. OBJETIVOS:
Conocer el funcionamiento y las características que presenta un sifón invertido.
Hacer el diseño de un sifón invertido con los datos de un sifón invertido.
Con los datos obtenidos de la en la práctica hacer los cálculos correspondientes para
comprobar si el sifón funciona correctamente.
El sifón invertido se utilizara si el nivel de la superficie libre del agua es mayor que la rasante
del obstáculo.
𝐏𝟏 𝐕𝟏 𝟐 𝐏𝟐 𝐕𝟐 𝟐
+ + 𝐙𝟏 = + + 𝐙𝟐 + 𝐡 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥𝐞𝐬
𝛄 𝟐𝐠 𝛄 𝟐𝐠
𝐏𝟏 𝐕𝟏 𝟐 𝐏𝟐 𝐕𝟐 𝟐
∆𝐡 = + + 𝐙𝟏 − ( + + 𝐙𝟐 )
𝛄 𝟐𝐠 𝛄 𝟐𝐠
B.1- partes de un sifón invertido
Los sifones invertidos, constan de las siguientes partes:
Tuberías de presión
Son tuberías que transportan agua bajo presión, para que los costos de mantenimiento sean
bajos hay que colocar soportes y los anclajes de la tubería en pendientes estables y encontrar
buenos cimientos. No deberá haber peligro de erosión por desprendimiento de laderas, pero
se acceso seguro para hacer mantenimiento y reparación.
i. Material Usado Para Tubería De Presión:
El acero comercial fue fabricado con planchas de acero roladas y soldadas. En
general las tuberías de acero que están protegidas por una capa de pintura u otra capa de
protección pueden durar hasta 20 años. Además, son efectivas en resistencia a impactos
pero son pesadas, se unen mediante bridas, soldadura o juntas metálicas. Evitar enterrar
las tuberías de presión debido a que corren el riesgo de corroerse.
ii. Velocidades en el conducto:
Las velocidades de diseño en sifones grandes es de 2.5 – 3.5 m/s, mientras que en
sifones pequeños es de 1.6 m/s. un sifón se considera largo, cuando su longitud es
mayor que 500 veces el diámetro.
𝐏𝟏 𝐕𝟏 𝟐 𝐏𝟐 𝐕𝟐 𝟐
+ + 𝐙𝟏 = + + 𝐙𝟐 + 𝐡𝐟
𝛄 𝟐𝐠 𝛄 𝟐𝐠
𝑷𝟏 𝐏𝟐 𝐕𝟐 𝟐 𝐕𝟐 𝟐
+ 𝑯 𝒎𝒊𝒏 = + + 𝟎. 𝟓
𝜸 𝛄 𝟐𝐠 𝟐𝐠
𝟑𝐕𝟐 𝟐
𝑯 𝒎𝒊𝒏 =
𝟒𝐠
Otras fórmulas usadas son:
𝐇 𝐦𝐢𝐧 = 𝟎. 𝟑𝐕𝐭 √𝐃
Polikouski y Perelman:
𝐕𝐭
𝐇 𝐦𝐢𝐧 = 𝟎. 𝟓𝐃( )
√𝐃
Dónde:
∆𝐡 = 𝐄𝟏 − 𝐄𝟐 = 𝐙𝟏 − 𝐙𝟐 = 𝟎. 𝟔𝐦
Velocidad del canal:
𝑄 0.08 𝑚
𝑉𝑐𝑟 = = = 0.53
𝐴 0.50 ∗ 030 𝑠
Vcr = Velocidad del canal m/s
Q= caudal disponible
A= área de la sección trasversal del canal
Área nueva:
𝜋 ∗ 𝐷2 𝜋 ∗ 0.2542
𝐴= = = 0.051𝑚2
4 4
LANCHIMBA JHONNY PARALELO: 2
Donde:
A= área calculada con el nuevo valor del diámetro
D= nuevo diámetro comercial.
Velocidad de salida:
𝑄 0.08 𝑚
𝑉𝑠 = = = 1.57
𝐴 0.051 𝑠
Vs= velocidad de salida del flujo en m/s
Q= caudal que se transporta por la tubería en m3/s
A= área calculada en función del diámetro comercial asumido
Numero de Reynolds
𝑉 ∗ 𝐷 1.57 ∗ 0.254
𝑅𝑒 = = = 398780
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 10−6
Calculo de cotas
Cota de fondo (Cf1) = 2202.964 msnm
Cota nivel inicial (Cni) = Cf1 + Calado canal de entrada= 2203.264 msnm
Cota de fondo en el ahogamiento (Cf2) = Cni-(1.50 altura de velocidad + Hte) = 2202.823
msnm
Cota de fondo de la primera sección del sifón Cf3 = Cf2 – altura del desnivel=2197.337
msnm
Cota de longitud final de la parte baja del sifón = Cf3 – s*L = 2197.287 msnm
Cota
Cota del canal de llegada Cf5= Cf4+h=2201.804
Cf6= 2201.817msnm
LANCHIMBA JHONNY PARALELO: 2
Donde:
Hf= perdidas por fricción
C= coeficiente de hacen Williams
R= radio hidráulico
𝑃𝑚 = 𝜋 ∗ 𝐷 = 𝜋 ∗ 0.254 = 0.798𝑚
𝐴 0.051
𝑅 = 𝑃 = 0.798 = 0.063𝑚
𝑚
𝑉𝑡 2 1.572
ℎ3 = 𝐾𝑒 ∗ = 0.23 ∗ = 0.029𝑚
2𝑔 2 ∗ 9,81
Donde:
Ke= coeficiente de perdidas
Vt= velocidad del tubo
𝐴𝑛 𝐴𝑛 2
𝐾 = 1.45 − 0.45 ( ) − ( )
𝐴𝑡 𝐴𝑡
𝐴𝑛 = 𝐴𝑛′ ∗ 𝐴𝑡 = 0.942 ∗ 0.051 = 0.048𝑚2
𝐴𝑛 0.048
= = 0.9411
𝐴𝑡 0.051
𝐾 = 1.45 − 0.45(0.9411) − (0.9411)2 = 0.141
1.672
ℎ2 = 0.141 ∗ = 0.02𝑚
19.6
𝑄 0.08
𝑉𝑛 = = = 1.67𝑚/𝑠
𝐴𝑛 0.048
Perdidas por codos:
𝑛
∆ 𝑉𝑡 2
ℎ𝑐𝑑 = 𝐾𝑐 ∗ ∑ √ ∗
90 2𝑔
1
∆(𝑋º𝑌 ′ ) ∆
∆
√
90º
1 18º6’ 18.1º 0.448
2 19º72’ 20.2º 0.474
TOTAL 0.922
Pérdidas totales:
ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 = 0.045 + 0.072 + 0.04 + 0.029 + 0.239 + 0.231 = 0.656𝑚
LANCHIMBA JHONNY PARALELO: 2
Si comparamos la sumatoria de pérdidas 0.656m debe ser un valor menor que la altura
hidráulica disponible de 1.147m entonces podemos concluir que el flujo llegara al otro lado
sin ningún problema y el diseño del sifón está bien realizado.
IV. CONCLUSIÓN
El diseño del sifón 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 podrían
afectar el funcionamiento del sifón.