ALIVIADERO TIPO SIFON

ENUNCIADO 1

Un depsito requiere un vertedero de excedentes para una descarga mxima de 450 m3/s con su FRL 20 m por encima de la elevacin del agua de cola.

a. Si un vertedor con un perfil cresta WES se utiliza con cota de coronacin 5 m por debajo de FRL, cul debe ser la longitud de un aliviadero tal?

b. Si se utiliza un aliviadero de sifn, con una seccin transversal constante de 5 m de profundidad y formada por radios de 5 m y 1O m, lo que debe ser la anchura de un sifn tales?

c. Si la prdida de carga total a travs del sifn (con exclusin de carga de velocidad en la salida) es 1O m. hasta qu punto por encima o por debajo del nivel del agua de la cola debe la descarga sifn para evitar la cavitacin?

SOLUCION:

a. Para aliviadero de desbordamiento, el coeficiente de descarga puede tomarse como 2.20Para aliviadero de desbordamiento, el coeficiente de descarga puede tomarse como2.20. Q =450m3/sCd=2.20H =5.00m

Por lo tanto la longitud del aliviadero debe ser:

L =18.30m

b. velocidad media permitido a travs del sifn est dada por la siguiente ecuacion:

Ademas se sabe que:

R1 =5mR2 =10m

Por lo tanto:

Va =8.32m/s

y por lo tanto la anchura de la cresta requerido es:

450m3/s=10.82m8.32*5

Por lo tanto, el uso de un aliviadero sifn afecta a una reduccin de la anchura de alrededor de un 40%.

c. Aplicando la ecuacin de la energa de la superficie de depsito hasta el extremo de salida del sifn, el nivel H de funcionamiento ser

Se sabe que HL =10m

H =8.32^2+102*9.81

H =13.53m

La salida del sifn debe ser colocado por encima de la elevacin del agua de cola, una distancia de:

20 - 13.53 = 6.47 m

ENUNCIADO 2

Un vertedero sifn de seccin transversal rectangular constante 4 m de ancho X 2,5 m de altura tiene una configuracin como se muestra en la Figura 8. La longitud total del sifn es 80m. Varios coeficientes de prdida son:

entrada :0.12salida :1.0a (coeficiente de prdida de curvatura) :0.75factor de friccin :0.018

Elevacion 1=110m.s.n.mElevacion 2=115m.s.n.mElevacion 3=80m.s.n.m

Radio al eje del sifon=5mAncho de sifon =2.5m

Determinar: (a) el mayor caudal, (b) si se producira cavitacin para que la descarga, y si es as, la descarga segura para evitar la cavitacin, y (c) la constriccin requerida de la seccin de salida para restringir esa descarga.

Solucion:

a. El nivel operativo bruto:

Elev 1110 + 2.5 / 2 =111.25Elev 380 + 2.5 / 2 =81.25

por lo tanto el nivel operativo bruto es :30m

En donde:

Ki =0.12Kb =0.75f =0.018

En donde R = A / P

Seccion: Ancho : 2.5m;Altura :4.0m

R =0.769m

Kf =0.468Por lo tanto el valor de u es :u =0.6539999974

Va =15.87m/s

Descarga maxima es igual a :10 * 15.87 =158.7m3/s

b. La velocidad media no debe ser superior a la dada por :

en donde: R1 = 3.75mR2 = 6.25m

Va =9.19m/s

Descarga maxima es igual a :10 * 9.19 =91.9m3/s

Puesto que : 158.7>91.9NO HAY PROBLEMAS DE CAVITACION

c. Requerido zona de salida para restringir la descarga de 91,9 m3/s est dada por :

Ao =4.22m2

Si la anchura de la seccin de salida se mantiene la misma, entonces la profundidad de la seccin debe reducirse de :

4.22 - 2.5 = 1.72m

ENUNCIADO 3

Determinar la descarga a travs del aliviadero de sifn del Ejemplo 2 correspondiente a la condicin de inicio de cavitacin local.

SOLUCION :

Se sabe que: b =2.5,d =4.0

R1 =6m

Por lo tanto se tiene que :

h1 =0.0000408

=7.66

hvac = -0.000909

=0.000868

Pk/=-0.00178

Si : Pk/ =-10m

Q =75.0m3/s

Vi =9.8m/s

Va =7.5m/s

&"-,Negrita"&K03+000UNPRG&"-,Negrita"&K03+000OBRAS HIDRAULICAS

&"-,Negrita"&K03+000ALIVIADERO TIPO SIFON

Hoja2

Hoja3