Diseño de Sifones

-El término sifón invertido se aplica a una tubería de presión que lleva el cau a e un cana o e un conducto de alcantarillado a través de .

-La hidráulica en un sifón o tubería invertida es a PRESI N y sigue los principios de flujo en conductos a presión.

El diseño de la estructura adecuada entre el canal a cielo abierto y la tubería invertida(o sifón) , es necesaria a la .

La altura de la superficie del agua a la entrada y a la salida están FIJAS, definidas por la topografía del terreno y el . El diseño de un sifón invertido para aguas claras involucra la selección del TAMAÑO DEL TUBO que llevará el caudal máximo (o de diseño) con una pérdida de carga (pérdidas de energía del sistema) no mayor que la DIFERENCIA de . Los sifones invertidos deben construirse con los materiales capaces de resistir las presiones esperadas o previstas. Casi todos los materiales utilizados en las tuberías a presión han sido utilizados para los sifones invertidos.

Si el agua contiene sólidos en suspensión, la VELOCIDAD el depósito de estos materiales en el fondo de la tubería. Generalmente, esto exige un valor para esa velocidad de aproximadamente de 0.9 m/s (=3p/s). Si el ritmo del gasto en el sifón va a ser razonablemente constante, no habrá dificultad en el mantenimiento de un valor adecuado de la velocidad. Pero siempre es necesario dejar “purgas” en las tuberías para e man en m en o e a e c enc a e s s ema.

Pero si el gasto es muy variable, puede hacerse difícil la SATISFACTORIA con valores bajos del gasto y una PÉRDIDA de carga satisfactoria con valores altos de ese caudal. En ese caso, u z r v r u r y u r r llevar el gasto mínimo con una velocidad adecuada, pero la tubería de mayor diámetro será diseñada para llevar los incrementos adicionales del gasto. Vertedero

En el caso del diseño de varios tubos o tuberías, el escurrimiento del conducto principal será dirigido a la tubería más pequeña, hasta que el gasto sea tan grande laterales a la tubería próxima de mayor diámetro. La salida debe diseñarse para que el agua de la tubería de diámetro pequeño no pueda remansarse y escurrir

Cota de inicio (A) y cota final (F) y por lo tanto las pérdidas máximas permitidas por la diferencia de cotas. La velocidad del agua en el sifón dependerá del material de la estructura de entrada -Transición de entrada en concreto, Vmáx= 3 m/s -Transición de entrada en tierra, Vmáx= 1.5 m/s metro m n mo a s n = pg Longitud mínima de transición= 1.5 m ó 3Φ

Elevación

255

Punto A Punto E 245

240

235

230

225 -4

6

16

26

36

46

56

Distancia

Punto A

Punto E

66

Nivel de ahogamiento, es decir, la lámina de agua por , mantiene lleno de agua, en la transición de entrada para evitar bolsas de aire en la tubería) a = 1.5 ( Vt /(2g) – Vc /(2g)  Vt = velocidad en la tubería a

a y

=

Cota B

Cota A

θ

L

Cota B = Cota A + y – a – Φ / cos θ

Perdidas por fricción en tubería

(hf = LT * sf )

Pérdidas por transición de entrada: he=Ke [ Vt2 /(2g) – Vc2 /(2g)] en concreto Ke = 0.4, en tierra Ke = 0.5 Pérdidas por transición de salida hs=Ks [ Vt2 /(2g) – Vc2 /(2g)] en concreto Ks= 0.7, en tierra Ks = 1.0 Pérdidas por entrada hi = Ki * Vt2 /(2g) Ki = 0.5 . r as por cam os e recc n c = c g; (codos) Kc = 0.25 θ = án ulo de la tubería con res ecto al e e de la si uiente tubería Perdidas totales = Σ pérdidas + Imprevistos (= 10% de las pérdidas)

Cota F = Cota A – Perdidas totales ( = 1.1 S pérdidas) Cota E = Cota F + perdidas de transición de salida

A

B

θ1

E

θ2

F