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• Cjmiguel Miguel

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DISEÑO HIDRAULICO DE UN SIFON INVERTIDO DATOS: Q = S1 =

0.0005

0.125 m3/seg

nc =

0.015

nm =

0.020

nalc =

0.012

Z=

Pendiente de canal

0.50

C=

115 Coeficiente rugosidad Manning

f=

0.018 0.014

α=

22.50 27.5

V=

0.018

3.00 m/s

Ancho via =

Velocidad en el sifon

20.00 m

Talud de corte =

1.-

Caudal de diseño del Canal

3.00

Profundidad =

3176.300 m.s.n.m

Cota FCI (6) =

3181.300 m.s.n.m

Cota FTI (5) =

3180.300 m.s.n.m

Cota FCS (1) =

3178.300 m.s.n.m

Cota FTS (2) =

3177.300 m.s.n.m

3.000

CALCULOS PREVIOS DE DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL Para una seccion de MEH debe cumplirse:

1/z = H/L

b/y = 2((1+Z^2)(^1/2)-1) b/y =

1.24 m

A= by+zy^2 P= b+2y(1+z^2)^(1/2) Asumiendo:

b=

1.24 y

Determinando el n ponderado A= by+zy^2 P= b+2y(1+z^2)^(1/2) n = (Pm.nm^1.5+Pc.nc^1.5+Pm.nm^1.5)^(2/3)/(P)^(2/3) n. (P)^(2/3) = (Pm.nm^1.5+Pc.nc^1.5+Pm.nm^1.5)^(2/3) n. (P)^(2/3) =

y=

((2*y(1+z^2)^(1/2)*nm^(1.5)+b.nc^(1.5))

Q = A^(5/3) x S^(1/2)/n. (P)^(2/3) Q=

(by+zy^2)^(2/3)/((2*y(1+z^2)^(1/2)*nm^(1.5)+b.nc^(1.5))(2/3)

Resolviendo por tanteos 5.59016994374947

0.08794574428 5.59288389075

El valor del tirante es:

0.01572457895 0.366 m

Las dimensiones finales del canal son: A= by+zy^2

0.23 m2

P= b+2y(1+z^2)^(1/2)

1.27 m

b=K. y

0.45 m

T = b+ 2zy

0.82 m

Z=

0.50

Bi =

1.00 m

Be =

1.00 m

f=

0.40 m

Calculo de la velocidad: V = Q/A

0.54 m/seg

Calculo del tipo de flujo: F= V/(g T)^(1/2)

0.32 Flujo subcritico

0.366

2.-

CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL CONDUCTO: A= Q/V =

0.04

D=

0.23 m

D=

9.07 pulg

Dasumido =

0.051 m2

10 pulg

R=

0.254 m

0.0635 m

V=

2.47 m/seg

Ok!

Calculo del Numero de Reynolds:

Re= Re =

v.D γ agua

626592.80

>

2300

Flujo turbulento

Calculo de la altura minima de ahogamiento a la entrada: 2 0.92 m

2 V H min= . = 3 √ 2.g

1 V 0 .55 H min= . D .( ) = 2 √2. g

0.23 m 0.37 m

H min=0 .3 . V . √ D= Por tanto:

L' = (1^2+z^2)^(0.5) =

Hmin ≤ Cota NAIS - COTA NAFIS - D'/2 Hmin ≤

D' = D Cos a =

1.224 m

0.28 m Ok!

Calculo de la altura minima de ahogamiento a la salida: Hmin ≤ Cota NASS - COTA NAFSS - D'/2 Hmin ≤ 3.-

1.224 m

CALCULO DE LAS TRANSICIONES Longitud de transicion de ingreso:

Le =

T −t 2 tan gα

Donde: Le = Longitud de transicion exterior. T = Espejo de agua en el canal. t = D = Diametro del conducto. α = Angulo de la transicion Le =

1.36 m

Le asumido =

1.40 m

Longitud de transicion salida:

4.-

Li =

1.08 m

Le asumido =

1.10 m

CALCULAR LA CARGA DISPONIBLE Calcular la diferencia de cotas ∆Z: ∆Z =

COTA (6) - COTA (1)

∆Z =

3.000 m

Calcular las perdidas de carga totales aproximadas:

∑ h f =1 . 25 hf Donde:

Ok!

1.12

∑ht = Sumatoria de las perdidas totales.

h f =S E . L S E =.

(

V .n R 2/ 3

1/ 2

)

Para una tuberia llena:

S E =.

h f =.

(

V .n 0 . 3969 D 2 /3

2

2

)

( 0 .3969V . nD ) L 2 /3

1/z = H/L

Calculo de la longitud del sifon: Distancia horizontal por el talud de ingreso: 1/z = H/L → L =HxZ L=

2

Longitud en el talud de ingreso: Li = (H^2 + L^2)^(0.5) Li =

4.472 m

Distancia horizontal por el talud de salida: 1/z = H/L → L =HxZ L=

0.5

Longitud en el talud de salida: Ls = (H^2 + L^2)^(0.5) Ls =

1.118 m

Lt = Li + ancho via + Ls Lt =

26.000 m

hf =

0.502 m

∑ht = 1.25 hf ∑ht =

0.628 m