DISEÑO DE SIFON INVERTIDO AAMP1.xls

7/25/2019 DISEÑO DE SIFON INVERTIDO AAMP1.xls

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DISEÑO HIDRAULICO DE UN SIFON INVERTIDO

DATOS:

Q = 1.25 m3/seg Caudal de diseño del Canal

0.0029 Pendiente de canal

b = 1.30 mnc = 0.015

nm = 0.020

nalc = 0.012

Z = 0.75

C = 115 Coeficiente ugosidad !anning "aa aceo

f = 0.01# 0.01$ 0.01#

% = 27.50 22.50

& = 3.'0 m/s &elocidad en el sifon

(ongitud tubo 379.'0 m

)alud de cote = 3.00

Pofundidad = 3$#2.3$2 m.s.n.m

Cota *C+ ,'- = 3$#7.3$2 m.s.n.m #.5#2

Cota *)+ ,5- = 3$#'.3$2 m.s.n.m

Cota *C ,1- = 3$7#.7'0 m.s.n.m

Cota *) ,2- = 3$77.7'0 m.s.n.m

1.- CALCULOS PREVIOS DE DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL

Paa una seccion de ! debe cum"lise 1/ = /(

b/ = 2,,14Z2-,1/2-6Z-

= b42

P= b42,142-,1/2-

Q = ,5/3- 8 ,1/2-/n. ,P-,2/3- = 0.5#'

esol:iendo "o iteaciones 0.'35$30#275

0.3$#17#7591 0.3$75'$9$'' 1.#2#23'2295

l :alo del tiante es 0.5#' m

(as dimensiones finales del canal son

= b 0.7' m2

P= b42,142-,1/2- 2.$7 m

) = b 1.30 m

;i = 1.00 m

;e = 1.00 m

f= 0.$0 m

Calculo de la :elocidad& = Q/ 1.'$ m/seg

Calculo del ti"o de flu<o

*= &/,g )-,1/2- 0.'# *lu<o subcitico

2.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL CONDUCTO:

= Q/& = 0.35 0.519 m2

= 0.'' m

= 2'.1# "ulg

asumido = 32.00 "ulg 0.#12# m

= 0.2032 m

& = 2.$1 m/seg >?@

Calculo del Aumeo de enolds

1 =

Re=v . D

γ agua



e = 195#102.50 B 2300 *lu<o tubulento

Calculo de la altua minima de aogamiento a la entada

0.$$ m

0.5# m

0.'5 m

Po tanto (D = ,1242-,0.5- =

min E Cota A+ 6 C>) A*+ 6 D/2 D = Cos a = 1.35 m

min E 0.909 m >?@

Calculo de la altua minima de aogamiento a la salida

min E Cota A 6 C>) A* 6 D/2min E 0.909 m >?@

F aogamiento 17.077 >?@

3.- CALCULO DE LAS TRANSICIONES

Longitu ! t"#n$i%ion ! ing"!$o:

onde

(e = (ongitud de tansicion e8teio.

) = s"e<o de agua en el canal.

t = = iameto del conducto.

% = ngulo de la tansicion

(e = 0.9$ m

(e asumido = 0.90 m 1.5

Longitu ! t"#n$i%ion $#&i#:

(i = 1.1# m

(e asumido = 1.20 m 1.5

'.- CALCULAR LA CAR(A DISPONI)LE

C#&%u&#" &# i*!"!n%i# ! %ot#$ +,:

GZ = C>) ,'- 6 C>) ,1-

GZ = #.5#2 m

= 32.000 0.#12# mts

> 10F

f=

. (

Le= T −t 2tan gα

Re=v . D

γ agua

H min=3

2.

V 2

2. g=

H min

=1

2. D .(

V

√ 2. D)0. .55=

H min=0 . 3 .V .√ D=

deahogamiento= y

2−d

d×100

Σht ≈1.25h

f

S E=

(

v .n

R

2

3

)

2



= /P 0.203 m

&= 2.$01 m/s

0.007

t = 2.'3#7'1$#37

3.29#$51#5$' i funciona el sifon

.- CALCULO DE LAS PERDIDAS HIDRAULICAS:

#.- P!"i#$ ! %#"g# o" t"#n$i%ion ! !nt"## / $#&i#:

= 0.01' m

= 0.032 m

0.- P!"i#$ o" "!i&&#$:

e analia "aa una e<illa de aea unitaia em"leando "latinas de 2H81/$H81.00 m

Calculo del Aumeo de "latinas

A = /s 4 1

onde

A = Aumeo de "latinas

= nco unitaio de e<illa = 0.#1 m

= (ago unitaio de e<illa = 0.#1 m

= iameto sifon = 0.#1

= ea sifon 0.52

s = s"aciamiento de e<illas = 0.10 m

e = s"eso de las "latinas = 0.00'35 m

A = 9 Platinas

Calculo del aea neta "o !2

Dn = ea unitaia 6 ea de "latinas

Dn = 0.$72 m2

Calculo del aea neta en la tubeia

n = Dn 8 t

n = 0.2$5 m2

ntonces

n/g = 0.$72$1#1519

onde

I = Coeficiente de "edida en e<illas.

n = ea neta de "aso ente e<illas.

g = ea buta de la estuctua su so"ote.

I = 1.01$232921$

&n = Q/n = m/s

=

GZ > 1.25

hte=0.1.(V . t 2−V

.cr2

2. g )hts=0 .2 . (V . t

2−V .cr2

2 .g )

hre= K V

2

2. g

K =1.45−0.45( A n

A r

)−( A n

A )2



&n = &elocidad a ta:es del aea neta de la e<illa dento del aea idaulica

&n = 2.'5 m/s

*inalmente las "edidas "o entada salida sean

e = 0.72$ m

%.- P!"i#$ ! %#"g# o" !nt"## #& %onu%to:

onde

& = &elocidad del agua en el bail.

Ie = Coeficiente Jue de"ende de la foma de entada Ie = 0.23

ec = 0.0'# m

.- P!"i#$ ! %#"g# o" *"i%%ion !n !& %onu%to:

"licando la ecuacion de aen Killiams seia

f = 2.5' m

"licando la ecuacion de ac Keisbac seia

2.$9 m

!.- P!"i#$ ! %#"g# o" %#0io ! i"!%%ion o %oo$:

Ie = 0.25

∆ ∆/90)⊥ 0.5)

12.39 0.027

21.3# 0.03'

L! 0.0'3

0.0'3 m

*.- P!"i#$ ! %#"g# o" #&u&# ! u"g#:

e des"ecia "o Jue la :al:ula de "uga esta fuea del cue"o del sifon

g.- P!"i#$ ! %#"g# tot#&!$:

DESCRIPCION ∆Η Μ)

Pedida "o tansiciones de entada 0.02 0.$'

Pedida "o tansiciones de salida 0.03 0.92

Pedida "o e<illas 0.72 20.92

Pedida "o entada al conducto 0.07 1.97

Pedida "o ficcion en el ducto 2.5' 73.91

Pedida "o cambio de dieccion 0.0' 1.#3

Pedida "o :al:ulas 0.00 0.00

TOTALES 3.$'

4.- COMPARACION DE LA CAR(A HIDRAULICA DISPONI)LE 5 LAS PERDIDAS DE CAR(A TOTALES:

GZ = #.5#2 m > 3.$'

f =

cd =

hec= K eV

2

2 g

h f =(eV t

0 . 8508 xxR!"#$ )1 .8518 L

h f =f L

D (e

V 2

2g)

cd

ha%ign% ¿¿ ¿=& e∑

1

n

√ '

90 ( .( V

2

2 g)¿



)aea

Mafica las altuas "ieometicas en el tamo del sifon



1.3 1.3



1.25





Paa bodes edondeados.

m >?@















)>

Cota de +ngeso 33#0.000 m.s.n.m

Cota de alida 3379.$00 m.s.n.m 0.'00

Cota "latafoma 3375.900 m.s.n.m

Qdemanda 0.2 m3/s

&elocidad 1.5 m/s

= 0.002

n = 0.015

Z = 0

25

αs 12.5

b $5

g $5

= 12 m

1.- CALCULAR LAS DIMENSIONES DEL CANAL

b =

= b 8

P = b 4 2

= 0.33$ m

0.0'70#20393 0.0'7''029#'

Di!n$ion!$ *in#&!$ !& %#n#&

0 6 0.''# m 0.70 m

/ 6 0.33$ m 0.33 m

&= 0.#55 m/seg

2.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL CONDUCTO

= 0.133 m2

= 0.$1 m

= 1'.22 "ulg.

comecial = 1# "ulg. = 0.$572

Calculo de los otos "aametos idaulicos

a.6Peimeto !o<ado P= 1.$$

b.6ea = 0.1'$

c.6&elocidad coegida &= 1.22

d.6adio idaulico = 0.11$

d.6Aumeo de enold e= 55'971.377

αi

DISEÑO HIDRAULICO DE SIF

)= A

5 /3.S

1 /2

*2/3.n

D=

√

4 A

+



3.- CALCULO DE TRANSICIONES 7IN(RESO 5 SALIDA8

C(CL(> ( )A+C+>A N)+> )PZ>+( C)AML(

)ansicion de ingeso 0.2'03$2$$'' m

)ansicion de salida 0.5$759#'903 m

C(CL(> ( )A+C+>A +A)+> C)AML( C+CL(

(i = 0.'#5# m

'.- CALCULO DE LA CAR(A DISPONI)LE

Calculo de las difeencias G

G = 0.'0 m

Calculo de "edidas totales a"o8imadas

Paa una tubeia llena se considea = /$

= 0.00'

Calculo de la longitud del sifon

( = i/en%i4nco "latafoma4s/en%s

(= 22.75 m

= 0.137

= 0.171

= 0.171 m O

.- CALCULOS EN EL SIFON

f=

. (

f =

Le= T −t

2 tan gα

Σht ≈1.25h

f

S E=

( v .n

0 . 3969 D2

3 )2

Σht <

',

i

La%ign% ¿¿¿=1 .5 D ¿

hf =(

v .n

0 .3969 D

2

3 )2

L

Σht ≈1.25h

f



Z2 = Z16( )ang b 337#.#9999#1'3 msnm

esol:iendo "o tanteos "aa 0.#'

3379.7''5917$9 = 3379.752'$#$17

&2 = 0.50#'573$#1 m/seg

Calculo del % de ahogamiento

d = / Cos g 0.'$'579'2#2

F = 33.01F B 10F >I

ts = 0.01205$#317 m

e a"lica la ecuacion de ;enoulli ente 3 2

s = 0.02' m

0.$$2 m

Calculo de 2 ts

2 =

Calculo de P3/g s

3 = Z3 = Z2

P3/ϒ =

Calculo de P$/ ϒ f$63

, 2+ y

2+ v

2

2

2g =,

1+ y

1+ v

1

2

2g +hts

-A = y2−dd x 100

, 3+ y

3+ .

3

γ + v

3

2

2g=,

2+ y

2+ v

2

2

2g+h

s

hts= K s (v−v

2g

)2

, 4+ y

4+ .4

γ +v4

2

2g =,

3+ y

3+v3

2

2g +h

codos+h

f 4−3

6

htte= K s( v

52

2 −va%ign% ¿¿¿2

2g )¿



ifeencia de cotas ente los "untos $ 3

&$=&3=& = &elocidad en el ducto

( = 22.75 m

0.137 m

codos = 0.02'7$ m

Cota 3 = Cota 2 Cota 16 ( tang %s 337#.900

Cota $ = Cota 5 Cota '6 ( tang %i 3379.700

60.'3' m

e a"lica la ecuacion de ;enoulli ente 5 $

0.03# m

Z5 = Z'6( )ang b 3379.700 msnm

esol:iendo "o tanteos "aa 5 = 1.2

1.20'773077' = 1.20701'##29

Z$6Z3 =

$ = 3 = D

f$63

P$/ϒ =

Calculo de 5 e

Z5 = Z$

$ =

e=

, 4+ y

4+ .

4

γ +

v4

2

2g =,

3+ y

3+v3

2

2g +h

codos+h

f 4−3

h f 4−3=(V .n0.3969 D2 /3 )

2

. L

h/D/S3

=0.25√ '90( V 2

2 g

2

, 5+ y

5+v5

2

2 g =,

4+ y

4+ .

4

γ +v4

2

2g +h

e

hte= K e(V 4

2g )2



Calculo de ' te

e a"lica la ecuacion de ;enoulli ente ' 5

Z' 6 Z5 = ifeencia de cotas ente estos dos "untos

Calculo del F de aogamiento C(CL(> ( F

d = / Cos g 0.'$'579'2#2

F = #5.59F B 10F >I

te = 60.007'309392 m

C(CL(> ( P+ )>)(

t = te 4 e 4 f 4 codos 4 s 4 ts

t = 0.231$7 m

>I@

, 6+ y

6+

v6

2

2g =,

5+ y

5+

v5

2

2g +hte

-A = y

2−d

d x 100

6

htte= K s( v

52

2 −va%ign% ¿¿¿2

2g )¿

Σht < ',



2

m

m

m2

m/seg

m

*(L> )L;L(A)>5.$#105

N INVERTIDO



0.3 m

0.5 m

0.' m >I

αi



m



m.s.n.m

m.s.n.m



>M!+A)>











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