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