sifÓn.doc
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1.- CALCULO DEL DISEÑO HIDRÁULICO DE UN SIFON:
1.1. CARACTERÍSTICAS DEL CANAL PRINCIPAL:
Hidráulicas: Geometría:Q = 1.50 m3/s B = 3.30mY = 0.987m b = 0.80mA = 1.764m2 H = 1.25mP = 3.592m Z = 1.00R = 0.491m e = 0.075mV = 0.85m/sS = 0.0005n = 0.016
1.2. TRAMO A DISEÑAR:
El tramo a diseñar y ser calculado empieza de la progresiva KM 03 + 618 hasta KM 03 + 706. la longitud de tramo será de 76.00m
PASO 1:DIMENSIONAMIENTO DE LA SECCION DEL SIFÓN
Asumimos velocidad de 2 m/s
A=Q/V=1.5/2=0.75 m2
Luego: L2 =0.75 , L= 0.85 m
KM 3+600 KM 3+706
18.00 4.00 9.06 62.00 9.06 4.00 10.50
CALCULO DEL NUEVO AREA
A = 0.852 = 0.723 m2
VELOCIDAD DE DISEÑO (Vel. Sifón)
V =1.5/0.723 = 2.07 m/s , V2/(2g) = 2.072 = 0.218 2*9.81
PASO 2:CALCULO DE LA LONGITUD DE TRANSICION
T1 = b +2YZ , 0.8+2*0.987*1 = 2.774 m
T2 = 0.85
LT = 2.774 –0.85 = 4.34 m 2*Tag(120 301)
Tomamos :LT =4.00 m.
PASO 3:DETERMINACION DEL PUNTO DE INICIO
- Km. 3+618- Km. 3+706
De la topografía del terreno optamos por un α = 250
PASO 4 :CALCULO DE LA COTA EN (1)
Del plano topográfico del Km 3 +600 tenemos la cota 236.95 m.s.n.m
Luego:
Cota en (1) = 236.95 –0.0005*18 = 236.941 m.s.n.m
PASO 5:COTA DE FONDO EN (2)
1.5hV = 1.5 V2D - V2
C , 1.5 2.072 – 0.852 = 0.272g 2*9.81
the = L = 0.85 = 0.937 Cos 250 Cos 250
COTA (2) = 237.928 – 0.27 –0.937 = 236.711 m.s.n.m.
PASO 6:COTA EN (3)
H = L*Sen 250
H = 10*Sen 250 = 4.23 m.
COTA EN (3) = COTA (2) - H = 236.711 – 4.23 = 236.481 m.s.n.mPASO 7:COTA EN (4)
COTA (4) = COTA (3) – 0.005*LL =61m.COTA (4) = 232.481 – 0.005*61 = 232.171 m.s.n.m.
PASO 8:
COTA DE FONDO EN (5)
H = 10*Sen 250 = 4.23 m.COTA (5) = COTA (4) + H = 232.171+4.23 = 236.401 m.s.n.m
PASO 9 :DETERMINACIÓN DE P. DE SALIDA
0.987
236.941
237.928
1.5 hv
HTE
25°
PE : < 3/4*L = 3/4*(0.85) = 0.64PS : < 1/2*L = 1/2*(0.85) = 0.43
COTA (6) = COTA (5) + PS = 236.401+0.43 = 236.831 m.s.n.m
PASO 10:INCLINACIÓN DE LOS TUVOS DOBLADOS
A la entrada : 9.10 = 2.15 4.23
2.15 : 1 es mas plano que 2:1 ---- OK A la salida : IDEN
PASO 11 :CARGA HIDRÁULICA DISPONIBLE
A la entrada : Cota (5)+ Tirante : 236.941+0.987 = 237.928 m.s.n.m.A la salida : Cota (6)+ Tirante : 236.831+ 0.987 = 237.818 m.s.n.m
CARGA DISPONIBLE = 0.110
PASO 12 :CALCULO DE LAS PERDIDAS DE GARGA
A la entrada : hff = f*R*V2
D Donde : f = 0.025
236.401P
L 2g R = 82 L = 0.85
hff = 0.025 *82 * 0218 = 0525 0.85
PERDIDA DE CARGA POR CODOS
hfc = 2* 0.25(25° )*2.072 = 0.057 90°
PERDIDA TOTAL
hFt = 1.10 ( 0.072+0.108+0.525+0.057) = 0838
PASO 13 :
PERDIDA DE CARGA HIDRÁULICA DISPONIBLE
PCHD= CARGA DISPONIBLE – PERDIDAD TOTAL
PCHD = 0.110 – 0.838 = - 0. 728 Lo que significa que el diseño no funcionara ya que tendrá problemas hidráulicos.
NOTA: debido a los problemas hidráulicos que presenta el diseño ocasionados por las perdidas de carga, se opta por variar la cota 6 lo cual conlleva a modificar las cotas de la razante aguas debajo del sifón.
CONDICIÓN: CARAGA DISPONIBLE > PERDIDA TOTAL
COTA 6 ≤ COTA 1 – PERDIDA TOTAL
COTA 6 ≤ 236.941 – 0.838
COTA 6 ≤ 236.103 m.s.n.m.
Optamos por :Cota 6 = 236.098
NUEVA CARGA HIDRÁULICA DISPONIBLE
A LA ENTRADA = 237.928
A LA SALIDA = 236.098 + 0.987 = 237.085
CARGA DISPONIBLE = 837.98 – 237.085 = 0.895
NUEVA PERIDAD DE CARGA DISPONIBLE
PCHD = 0.895 – 0.838 = 0.057
La perdida de carga disponible es mayor que cero lo que significa que no habrá problemas hidráulicos.
PASO 14
CALCULO DE LA SUMERGEN CÍA A LA SALIDA
ALTURA DE SUMERGENCÍA = ( 0.897 + ( cota 1 – cota 2)) - HtE
= 0.897 + ( 236.941 – 236.711) – 0.937 = 0.19
ALTURA DISPONBLE:
HtE = 0.937 = 0.156 no cumple 6 6
PASO 15
LONGITUD DE PROTECCIÓN CON ENROCADO
LP = 3 L = 3 * 0.85 = 2.55 ≈ 2.50 mt.
4.0 4.09.06 61.00 9.06
236.941
237.928
232.481 232.171
236.401
236.098
237.085
VI.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
CONCLUSIONES:- El conocimiento de la teoría de los temas tratados en los acápites anteriores para
el futuro ingeniero civil es indispensable, el conocer diferentes métodos para vencer los diferentes obstáculos que se puedan encontrar en la topografía del terreno donde se llevará acabo determinada obra.
RECOMENDACIONES:
VII.- BIBLIOGRAFÍA:
- ING. ELMER GARCIA RICO.; Manual de diseño Hidráulico de Canales y Obras de Arte.; CHICLAYO - PERÚ
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
ASIGNATURA : irrigación.
TEMA : DISEÑO DE UN SIFÓN.
DOCENTE : ING. JOSE DEL C. PIZARRO BALDERA.
ALUMNOS : DANILO DÍAZ BACA. 203123 WATSLER MENDOZA VAZQUEZ
203138 CARLOS E. USHIÑAHUA SORIA.
203150
SEMESTRE : 2004 – I
TARAPOTO – PERÚ
2004
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