Teoria De Sifones

INDICE

INTRODUCCIÓN………………………………………………………… 2

MARCO TEORICO…………………………………………………….. 2

2.1.- CONCEPTOS DE UN SIFON INVERTIDO

2.2.- PARTES DE UN SIFÓN INVERTIDO

2.3.- CALCULO HIDRAULICO DE UN SIFON.

2.4.- CRITERIOS DE DISEÑO

DISEÑO HIDRAULICO DEL SIFON……………………………… 5

3.1) DISEÑO DEL CANAL QUE CRUZA EL CAMINO:

3.2) DISEÑO DEL SIFON INVERTIDO

3.3) DISEÑO NUEVO UTILIZANDO EL ANGULO DE INCLINACIÓN 150

INTRODUCCIÓN:

El presente trabajo consiste en el “DiseñoHidráulico de un Sifón Invertido”, para ello se cuenta con información complementaria que será detallada más adelante.

Los sifones invertidos son conductos cerrados que trabajan a presión, se utilizan para conducir el agua en el cruce de un canal con una depresión topográfica en la que está ubicado un camino, una vía de ferrocarril, un dren o incluso otro canal.

Para el desarrollo del diseño lo primero que se hará es determinar un esquema preliminar del sifón y luego ya mostrar un esquema definitivo

MARCO TEORICO

2.1.- CONCEPTO SIFON INVERTIDO

Los sifones invertidos son conductos cerrados que trabajan a presión, se utilizan para conducir el agua en el cruce de un canal con una depresión topográfica en la que está ubicado un camino, una vía de ferrocarril, un dren o incluso otro canal.

2.2.- PARTES DE UN SIFÓN INVERTIDO

Los sifones invertidos constan de las siguientes partes:

Transición de Entrada y Salida

Como en la mayoría de los casos, la sección rectangular es diferente a la sección adoptada en el conducto, es necesario construir una transición de entrada y otra de salida para pasar gradualmente de la primera a la segunda.

En el diseño de una transición de entrada y salida es generalmente aconsejable tener la abertura de la parte superior del sifón un poco más debajo de la superficie normal del agua; esta práctica hace mínima la posible reducción de la capacidad del sifón causada por la introducción del aire.

La profundidad de sumergencia de la abertura superior del sifón se recomienda que este comprendida entre un mínimo de 1.1hv y un máximo de 1.5 hv (hv “carga de velocidad“: v2/2g)

Rejilla de Entrada y Salida

La rejilla de entrada y salida se acostumbra hacerla con varillas de 3/8” de diámetro o varillas cuadradas de 0.95*0.95cm2 (3/8”*3/8”) colocadas a cada 10 cm, y soldadas a un marco de 2.54*1.27cm2 (1”*1/2”). Su objeto de la rejilla de entrada es impedir o disminuir la entrada al conducto de basuras y objetos extraños que impidan el funcionamiento correcto del conducto y la rejilla de salida para evitar el ingreso de objetos extraños o personas

2.3.- CALCULO HIDRAULICO DE UN SIFON

Para que cumpla su función el diseño del sifón, se debe de proceder como sigue:

Se analizara en la posiciones 1 y 2, para lo cual se aplicara la ecuación de la energía específica:

Se debe de cumplir que la debe ser mayor a la suma de todas las pérdidas que se generan en el sifón.

2.4.- CRITERIOS DE DISEÑO

1.- Las dimensiones del tubo se determinaran satisfaciendo los requerimientos de cobertura, pendiente del tubo, ángulos de doblados y sumergencia de la entrada y salida.

2.- En aquellos sifones que cruzan caminos principales o debajo de drenes, se requiere un mínimo de 0.90m de cobertura y cuando cruzan caminos parcelarios o canales de riego sin revestir, es suficiente 0.6m. Si el sifón cruza un canal revestido se considera suficiente 0.30m.

3.- La pendiente de los tubos doblados no debe ser mayor a 2:1 y la pendiente mínima del tubo horizontal debe ser 5%0 . Se recomienda transición de concreto a la entrada y salida cuando el sifón cruce caminos principales en sifones con ф mayor o igual a 36” y para velocidades en el tubo mayores a 1m/s.

4.- Con la finalidad de evitar desbordes aguas arribas del sifón debido a la ocurrencia fortuita de caudales mayores al de diseño, se recomienda aumentar en un 50% ó 0.30m como máximo al borde libre del canal en una longitud mínima de 15m a partir de la estructura.

5.- Con la finalidad de determinar el diámetro del tubo en sifones relativamente cortos con transiciones de tierra, tanto a la entrada como a la salida, se puede usar una velocidad de 1m/s, en sifones con transiciones de concreto igualmente cortos se puede usar 1.5m/s. y entre 3m/s a 2.5m/s en sifones largos con transiciones de concreto con o sin control en la entrada.

6.- Las pérdidas de carga por entrada y salida para las transiciones tipo “Cubierta Partida”, se pueden calcular rápidamente con los valores 0.4hv y 0.65 hv respectivamente.

7.- A fin de evitar remansos aguas arriba, las pérdidas totales computadas se incrementan en 10%

8.- En el diseño de la transición de entrada se recomienda que la parte superior de la cobertura del sifón, este ligeramente debajo de la superficie normal del agua, esta profundidad de sumergencia es conocida como sello de agua y en el diseño se toma 1.5 veces la carga de velocidad del sifón ó 1.1 como mínimo o también 3”.

9.- En la salida la sumergencia no debe exceder al valor (Hte) /6

10.- En sifones relativamente largos, se proyectan estructuras de alivio para permitir un drenaje del tubo para su inspección y mantenimiento.

11.- En sifones largos bajo ciertas condiciones la entrada puede no sellarse ya sea que el sifón opere a flujo parcial o a flujo lleno, con un coeficiente de fricción menos que el asumido en el diseño, por esta razón se recomienda usar n=0.008 cuando se calculan las pérdidas de energía.

12.- Con la finalidad de evitar la cavitación a veces se ubica ventanas de aireaccion donde el aire podría acumularse.

13.- Con respecto a las pérdidas de cargas totales, se recomienda la condición de que estas sean iguales o menores a 0.30m.

14.- Cuando el sifón cruza debajo de una quebrada, es necesario conocer el gasto máximo de la creciente.

DISEÑO HIDRAULICO DEL SIFON INVERTIDO

Diseñar un sifón teniendo en cuenta la siguiente información:

Canal de tierra (n=0.025)

Camino perpendicular al canal de riego

Ancho del camino : 8.50m

Cota en el C del camino: 58.550 m.s.n.m.

Cota en los bordes del camino: 58.526 m.s.n.m.

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