UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA
IRRIGACION – HH413
Luis F. Castro I
SIFON INVERTIDO
EjemploDiseñar un sifón invertido en el cruce de
un canal con una carretera, las
características del cruce se presentan en
la figura adjunta y las características
hidráulicas del canal aguas arriba y aguas
abajo son:
0.80 m
0.739 mQ=1.2 m3/s
Z=1.4
Pendiente S = 1.5%0
Coef. Manning n = 0.024
Velocidad V = 0.89 m/s
Carga dinámica V2/2g = 0.04 m
8.20 m 3.50 m3.50 m
Km 5+ 050, Cota 12.164 m.s.n.m Km 5+ 090, Cota 11.861 m.s.n.m
Selección del diámetro del tubo.
1.- Los sifones relativamente cortos con transiciones de tierra
(entrada y salida) se puede usar una velocidad de 1 m/s
2.- En sifones con transiciones revestidos de concreto cortos
se puede utilizar una velocidad de 1.5 m/s.
3.- De 2.5 m/s – 3.0 m/s en sifones largos con transiciones
con y sin control de entrada. .
A= Q/V = 1.2/1.5 = 0.80 m²
Di = 1.01 por lo tanto usaremos un Di= 40” ≡ 1.01 m
V²/2g =0.1146 m
Longitud de transiciones
0.739 m
0.80 m
Z=1.4
T1 = b+2ZY = 0.80 + 2x1.4x0.739 = 2.87 m
T2= 1.01 m
T1 T2
T1
Lt
2
α2tag
TTL
21t
Lt = 4.194 m
La longitud de la transición de entrada se
Calcula con la sgte. formula
Donde:
α=25°
Ademas la longitud de transición
debe cumplir que:
L≥ 4Di Lt= 4x1.01= 4.04 m
► Usaremos el mayor Lt = 4.20 mKm 5+ 050
5.07 m
Calculando el niveles En la entrada del sifon
1 2
1.5 hv = 1.5*0.0746 = 0.1110.739
5.07 m
Km 5+ 050
12.164 m.s.n.m
4.20 m
12.164 – (5.07¨x0.0015 =12.156
N.A = 12.156 + 0-739 = 12.895
12°
hDr= 1.01/ cos12° = 1.032 m
hv= Vt²/2g - Vc²/2g
Hv= 0.1146 -0.04= 0.0746
La cota de fondo es:
12.895- Hte – 1.5hv
12.895 – 1.032 – 0.111
= 11.752 msnm
Calculando el niveles En la salida del sifon
5 6
11.87 msnm
12.609 msnm
12°
0.739 11.861 + 0.0015x6.048=
6.048 m
11.484 msnm
La mayor diferencia entre lase
secciones 1 y 2 en la entrada debebn
ser ¾ D y en la salida deben ser ½ D
1.02/2 = 0.505 m; la cota en 6 es
11.87msnm
Cota 6–cota 5 = 11.87 – 11.484
= 0.386 m
Inclinación de los tubos doblados
La inclinacion de los tublos doblados es:
4.89/ 1.04 = 4.7
A la entrada 4.7: 1
A la salida 4.7: 1
La pendiente de los tubos
doblados, no debe ser mayor a 2:1
Calculando la carga hidráulica disponible.
Cota 1+ Tirante+ carga dinámica = 12.156 +0.739 + 0.0403 = 12.9353 m.s.n.m
Cota 6+ Tirante+ carga dinámica = 11.870 +0.739 + 0.0403 = 12.6493 m.s.n.m
2gK
D.2.gf
2g2g
2s
2s
26
66
21
11
lf21
vvLvyz
vyz
hhEE
Carga disponible = 0.286 m
0.286mlf hh
Calculando perdidas de cargas o disipaciones de energias
vl hh 4.0
Perdida en la Entrada he= 0.40x0.07460 = 0.02984 m
Perdida en la Salida he= 0.65x0.07460 = 0.04849 m
Perdidas por fricción
Tipo de Reves. Con. Nuevo -
Viejo
Valor normal (mm)
Laton 0.0015 0.015
Cobre 0.0015 0.015
Hormigon 0.3 - 3 1.2
Hierro
Galvanizad
0.06 – 0.24 0.15
Acero
comercial
0.03 – 0.09 0.06
Acero roblado 0.09 - 9 1.80
Madera 0.18 – 0.9 0.60
2
5.74
3.7D
eln
f
0.9R
1.325
vDR = 1.50x1.01/ 1.02X10-6
R = 1 485294.00
Reemplazando datos:
e= 0.0012 m
D = 1.01 m
#R= 1’485 294.0
► f= 0.0207
D.2.gf
2svL
fh
f= 0.0207
L= 22.00
V2/2g = 0.1146 m
D= 1.01 m
hf= 0.05167 m
Perdidas por codos
g
c tv290
0.25
2
fh
hf= 2x0.5x√(12/90)x0.1146 = 0.02092 m
Perdidas totales:
0.02984 m+ 0.04849 m + 0.05167 m + 0.02092 m = 0.15092 m
Para mayor seguridad = 1.10x0.15092 = 0.16601 m
Carga disponible ≥ perdida locales + perdidas por fricción
0.286 m ≥ 0.1660 m ▲ No hay problemas hidráulicos
Calculo de la altura de la sumergencia a la salida
Hs = 0.739 + 0.386 – 1.032 = 0.093 m
Este valor no debe exceder a He/6 = 1.01/6 = 0.168 m
0.093 < 0.168 m
Se acepta el valor de la sumergencia, ya que es menor que la altura permisible.
8.20 m 3.50 m3.50 m
5+070
12.00 m4.89 m 3.912 m
5‰10.712
11.752
10.652
11.484
12.60912.895
32 4 5
SIFON INVERTIDO
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