Sifones
Páginas: 44 (10872 palabras)
Publicado: 4 de octubre de 2010
1.- ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS
En las cercanías del sector no existía un sifón de características similares al necesario por, lo que se realizó una investigación dentro de INAR con el fin de obtener datos que sirvan como referencia para el diseño como es el caso de cartas topográficas.
2.2.- FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
2.2.1.- SIFONES
TEORÍA DEL SIFÓN INVERTIDO Y PUENTE COLGANTE
Paracruzar una depresión, se debe recurrir a una estructura de cruce, en cada caso se escogerá la solución más conveniente para tener un funcionamiento hidráulico correcto, la menor pérdida de carga posible y la mayor economía factible. Los cuales pueden ser:
• Puente canal
• Sifón invertido
• Alcantarilla
• Túnel
El sifón invertido se utilizara si el nivel de la superficie libre del aguaes mayor que la rasante del obstáculo. [FERNADEZ Casado 1993]
Concepto de sifón 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.” (MERRIT, Frederick 1996)
Tipos de sifones.- Losprincipales tipos de sifones son los que se indican a continuación.
| |[pic] |
|RAMAS OBLICUAS | |
| |[pic] |
|POZO VERTICAL | |
|RAMAS VERTICALES|[pic] |
|CON CAMARAS DE LIMPIEZA |[pic] |
Ramas Oblicuas.- Se emplea para cruces de obstáculos para lo que se cuenta con suficiente desarrollo, y en terrenos que no presentan grandes dificultades de ejecución.
Pozo vertical y Ramas verticales.- Con una o dos ramas verticales son preferidos para emplazamientos depoco desarrollo o en caso de grandes dificultades constructivas. Sus características de fácil limpieza y reducido espacio, los hacen muy aconsejables.
Con cámaras de limpieza.- Con cámaras de limpieza, tiene su aplicación en obras de cruce de vías subterráneas. [http://ropdigital.ciccp.es]
Hidráulica del Sifón
El sifón invertido, presenta aproximadamente una forma de U interconectada con doscámaras. En su entrada existe una cámara cuya función es orientar el flujo hacia el sifón propiamente dicho y a su salida otra cámara que permite guiar el flujo efluente hacia el colector aguas abajo. Entre estas cámaras, el escurrimiento se produce por gravedad, en conducto forzado (a presión), siendo por lo tanto el nivel de agua en la cámara de entrada superior al de la cámara de salida.
Laconexión entre las dos cámaras, lo que constituye el sifón propiamente dicho, puede ser a través de dos o más conductos. Los conceptos hidráulicos aplicables, son por tanto, aquellos que corresponden a conductos forzados con perdida de carga igual a la diferencia de niveles entre la entrada y la salida. Para los cálculos de perdidas de carga distribuida, se recomienda el uso de la fórmulauniversal con el coeficiente de
rugosidad uniforme equivalente K = 2 mm. Si se utiliza la formula de HAZEN WILLIAMS se recomienda utilizar el coeficiente C = 100. Para la fórmula de MANNING, se recomienda el valor de n = 0,015 de acuerdo a los tipos de materiales a utilizarse.
Pérdidas de Carga.- Para el cálculo de pérdidas de carga localizadas (singulares) se utilizan las siguientes expresiones.a) En cámara de entrada al Sifón
La pérdida de carga He, supuesta la entrada por un cambio de rasante en solera de borde agudo es:
[pic]
b) Pérdida de Altura potencial Hf
Debido al incremento de velocidad al pasar de V1 en el colector de llegada (que no funciona en carga) a V2 velocidad del agua en el Sifón, es:
[pic]
c) Pérdida de Carga en el Sifón
c.1.) Pérdida debida a los...
En las cercanías del sector no existía un sifón de características similares al necesario por, lo que se realizó una investigación dentro de INAR con el fin de obtener datos que sirvan como referencia para el diseño como es el caso de cartas topográficas.
2.2.- FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
2.2.1.- SIFONES
TEORÍA DEL SIFÓN INVERTIDO Y PUENTE COLGANTE
Paracruzar una depresión, se debe recurrir a una estructura de cruce, en cada caso se escogerá la solución más conveniente para tener un funcionamiento hidráulico correcto, la menor pérdida de carga posible y la mayor economía factible. Los cuales pueden ser:
• Puente canal
• Sifón invertido
• Alcantarilla
• Túnel
El sifón invertido se utilizara si el nivel de la superficie libre del aguaes mayor que la rasante del obstáculo. [FERNADEZ Casado 1993]
Concepto de sifón 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.” (MERRIT, Frederick 1996)
Tipos de sifones.- Losprincipales tipos de sifones son los que se indican a continuación.
| |[pic] |
|RAMAS OBLICUAS | |
| |[pic] |
|POZO VERTICAL | |
|RAMAS VERTICALES|[pic] |
|CON CAMARAS DE LIMPIEZA |[pic] |
Ramas Oblicuas.- Se emplea para cruces de obstáculos para lo que se cuenta con suficiente desarrollo, y en terrenos que no presentan grandes dificultades de ejecución.
Pozo vertical y Ramas verticales.- Con una o dos ramas verticales son preferidos para emplazamientos depoco desarrollo o en caso de grandes dificultades constructivas. Sus características de fácil limpieza y reducido espacio, los hacen muy aconsejables.
Con cámaras de limpieza.- Con cámaras de limpieza, tiene su aplicación en obras de cruce de vías subterráneas. [http://ropdigital.ciccp.es]
Hidráulica del Sifón
El sifón invertido, presenta aproximadamente una forma de U interconectada con doscámaras. En su entrada existe una cámara cuya función es orientar el flujo hacia el sifón propiamente dicho y a su salida otra cámara que permite guiar el flujo efluente hacia el colector aguas abajo. Entre estas cámaras, el escurrimiento se produce por gravedad, en conducto forzado (a presión), siendo por lo tanto el nivel de agua en la cámara de entrada superior al de la cámara de salida.
Laconexión entre las dos cámaras, lo que constituye el sifón propiamente dicho, puede ser a través de dos o más conductos. Los conceptos hidráulicos aplicables, son por tanto, aquellos que corresponden a conductos forzados con perdida de carga igual a la diferencia de niveles entre la entrada y la salida. Para los cálculos de perdidas de carga distribuida, se recomienda el uso de la fórmulauniversal con el coeficiente de
rugosidad uniforme equivalente K = 2 mm. Si se utiliza la formula de HAZEN WILLIAMS se recomienda utilizar el coeficiente C = 100. Para la fórmula de MANNING, se recomienda el valor de n = 0,015 de acuerdo a los tipos de materiales a utilizarse.
Pérdidas de Carga.- Para el cálculo de pérdidas de carga localizadas (singulares) se utilizan las siguientes expresiones.a) En cámara de entrada al Sifón
La pérdida de carga He, supuesta la entrada por un cambio de rasante en solera de borde agudo es:
[pic]
b) Pérdida de Altura potencial Hf
Debido al incremento de velocidad al pasar de V1 en el colector de llegada (que no funciona en carga) a V2 velocidad del agua en el Sifón, es:
[pic]
c) Pérdida de Carga en el Sifón
c.1.) Pérdida debida a los...
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