Diseño de sifon invertido

DISEÑO HIDRAULICO DE SIFON INVERTIDO (PK 10+500.00 A 10+883.67)
1.- DISEÑO DE CURVAS HORIZONTLES A LA ENTRADA Y SALIDA Diseño de curva en A (inicio) Haciendo un trazo preliminar comparamos los radios minimos deacuero al caudal de la tabla Nº 2 comparamos los radios minimos de acuerdo al caudal STA = STA = θ= R= LCA = LCA = R tag ( θ / 2 ) 0.56 m 21 º 3.00 m Pi ( Л θ / 180 ) R 1.100 m Pc θ

PtDiseño de curva en B (final) de la tabla Nº 2 comparamos los radios minimos de acuerdo al caudal STB = STB = θ= R= LCB = LCB = R tag ( θ / 2 ) 0.21 m 8º 3.00 m Pi ( Л θ / 180 ) R 0.419 m Pc Pt θ

2.- DATOS DEL CANAL AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO DEL SIFON Z= Q= S= b= n= Y= A= Pm = Rm = V= Vc2/2g= 0.46 0.3 0.002 0.4 0.014 0.45 0.28 1.40 0.20 1.08 0.0599 m3/s m m m2 m m/s m Pm = b + 2Y*(1+Z2)1/2g=
3 9.81 m /s

Q

1 * A*R n

2 3

*S

1 2

Y 0.4542 0.4542 0.4542 0.4544 0.4545

b 0.4000 0.4000 0.4000 0.4000 0.4000

A 0.2766 0.2766 0.2766 0.2767 0.2768

Pm 1.3999 1.3999 1.3999 1.4003 1.4006

Rm 0.1976 0.1976 0.1976 0.1976 0.1977

Q 0.299697 0.299697 0.299697 0.299929 0.300046

T=b + 2ZY A=Y(b+ZY) T= 0.814 m La pendiente aguas arriba y aguas abajo es de 2 % 0 y lascotas según el perfil del canal son: cota en 1 Km. 10 + 500.00 2778.680 m.s.n.m. Calculo del kilometraje del punto 6 (final de sifon) cota en 6 Km. 10 + 883.67 3.- SELECCIÓN DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA DEL SIFON Asumimos velicidad = 2.5

2775.130 m.s.n.m.

m/s

Condicion para Sifones de gran longitud

D

4Q V

=

0.3909 m

Diametro Tuberia = Diametro Comercial Tuberia=

390.88 508.00mm mm

0.508

0.39088 m m

15.39 plg 20.00 plg

Calculo de nuevos parametros hidraulicos: a. Perimetro Mojado b. Area c. Velocidad corregida d. Radio Hidraulico d. Numero de Reynolds e. Carga de velocidad 4.- LONGITUD DE TRANSICIONES T1= 0.814 m T2= 0.508 m L= (T2 - T1) /2 tg /2
2

P= A= V= R= Re= Vt /2g=

1.60 0.203 1.48 0.127 751,911.36 0.112

m 2 m m/seg m > 2300 FlujoTurbulento

αi = 22.5 Longitud Transicion (Lt): Transicion interior de trapezoidal a circular L t = 3Di Lt = 1.52 m 5.- NIVEL DE AGUA EN 1 (NA1) Cota en el punto 1 Tirante en punto 1 Nivel del agua en 1 (NA1) = 6.- COTA DE FONDO EN 2 Cota de Fondo en 2 (CF2) = donde: Di/Cos Hte = 10 ° 1= Di= 0.5080 m Hte = 0.516 m Tambien
2 2 1.5 hv = 1.5*(Vt /2g - Vc /2g) 1.5 hv = 0.078 m entonces: Hte + 1.5 hv :Reemplazando se tiene Cota de Fondo en 2 (CF2) =

0.77 m

Lt= 2778.68 0.45 2779.13 (NA1) - (Hte + 1.5 hv) msnm m msnm

1.75 m

asumido para diseño

0.594 m 2778.54 msnm

7.- COTA DE FONDO EN 3 10 ° 1= L1 = 129.65 m donde: Sen a1 = h/L L Sen h= h= 22.51 m Luego: Cota de Fondo en 3 (CF3) = Cota de Fondo en 3 (CF3) = 8.- COTA DE FONDO EN 4 L2 = 140.95 m donde: S min 0.005 m/m Dhs = 0.70 mLuego: Cota de Fondo en 4 (CF4) = Cota de Fondo en 4 (CF4) = 9.- COTA DE FONDO EN 5 10 ° 2= L3 = 113.26 m donde:

CF2

- h 2756.02 msnm

Tubo Horizontal
Pendiente minima CF3 - Dhs 2755.32 msnm

Sen

2 = h= h=

h/L L Sen 19.67 = =

m CF4 + h

Luego: Cota de Fondo en 5 (CF5) Cota de Fondo en 5 (CF5)

2774.99 msnm

10.- CALCULO DEL VALOR DE "P" EN LA SALIDA El maximo valor de"P" debe ser: Pe = 3/4 D en la entrada : Ps = 1/2 D en la salida : Luego "P" en la salida sera: D= 0.508 m Pe = 0.3810 Ps = 0.2540 m 11.- COTA DE FONDO EN 6 De otro lado se tiene que la cota en el punto 6, sera: La Cota en 6 es: 2775.13 msnm La Cota en 5 es: 2774.99 msnm Luego: Cota 6 - Cota 5 = 0.144 Ps= Escogemos valor de 12.- INCLINACION DE LOS TUBOS DOBLADOS A LA ENTRADA (Ie) L= h= (Ie) = (Ie) =L/h 5.76 129.65 m 22.51 m Longitud tubo punto 1-2

0.144 m

De modo que la Cota 6, de la transicion coincida con la rasante del canal

5.76:1
A LA SALIDA (Is) L= h= (Is) = (Is) = L/h 5.76

es mas plano que 2 : 1 ; se acepta la inclinacion 113.26 m 19.67 m

Longitud tubo punto 4-5

5.76:1

es mas plano que 2 : 1 ; se acepta la inclinacion

13.- CARGA HIDRAULICA DISPONIBLE Cota 1...