SIFONES INVERTIDOS

SIFONES INVERTIDOS ESTRUCTURAS DE CRUCE Los sifones invertidos son conductos cerrados que trabajan a resi!n" se uti#i$an ara conducir e# a%ua en e# cruce de un cana# con una deresi!n too%r&'ca en #a que est& ubicado un ca(ino" una v)a de ferrocarri#" un dren o inc#uso otro cana#* +ARTES DE UN SIFON INVERTIDO Los sifones invertidos co(o se (uestra en #a '%ura" constan de #as si%uientes artes, -* .* 0* 2* 3* 4* 5*

Desa Desarrenad enador or Desa% Desa%ue ue de e/ced e/cedenc encia iass Co(uerta Co(uerta de e(er% e(er%encia encia 1 reji## reji##a a de entrada entrada Transici!n ransici!n de entrada entrada Cond Conduc ucto to o bar barri ri## Re%istro e%istro ara #i(ie #i(ie$a $a 1 va#vu#a va#vu#as s de ur%a ur%a Transic ransici!n i!n de sa#id sa#ida a No sie(re son necesarias todas #as artes indicadas udiendo suri(irse a#%unas de e##as*

-* DESARENADOR Consiste en una o varias co(uertas des6i$antes co#ocadas en una de #as artes #atera#es" que descar%an a un cana# suerior a #a de# roio cana#* Sirven a #a ve$ ara desa#ojar e# a%ua de# sif!n .* DESA7UE DE E8CEDENCIAS Es una estructura que evita que e# nive# de# a%ua suba (as de #os to#erab#e en e# cana# de ##e%ada" evacuando e# cauda# que no ueda asar or e# sif!n*

0* CO9+UERTA DE E9ER7ENCIA +or #a faci#idad de construcci!n se #oca#i$an a #a entrada de# conducto* La co(uerta de e(er%encia consiste en una o varias co(uertas des#i$antes o a%ujas de (adera que corren sobre ranuras :ec:as en #as aredes #atera#es o en vi%uetas de :ierro 1 que en un (o(ento deter(inado uedan cerrar #a entrada a# conducto ara oder :acer #i(ie$a o rearaciones a# (is(o* 2* TRANSCION DE ENTRADA ; SALIDA Co(o en #a (a1or)a de #os casos" #a se#ecci!n de# cana# es diferente a #a adotada en e# conducto o barri#" es necesario construir una transici!n de entrada 1 otra de sa#ida ara asar %radua#(ente de #a ri(er a #a se%unda* +ara e# ca#cu#o de #a #on%itud de #as transciciones que son si(
 L=

T 1−T 2 2 tg 22.5 °

En e# dise6o de una transici!n de entrda 1 sa#ida es %enera#(ente aconsejab#e tener #a abertura de #a arte suerior de# sif!n un oco (as debajo de #a suer'cie nor(a# de# a%ua* Esta ractica :ace (ini(a #a osib#e reducci!n de #a caacidad de# sif!n causada or #a introducci!n de# aire* La rofundidad de su(er%encia de #a abertura suerior de# sif!n se reco(ienda que este co(rendida entre un (ini(o de -*- : v 1 un (&/i(o de -*3 :v* Donde, :v = car%a de ve#ocidad* 3* CONDUCTO DE >ARRIL For(a #a arte (as i(ortante 1 necesaria de #os sifones* Se reco(ienda rofundi$ar e# conducto" dejando un co#c:!n (ini(o de -( en #as #aderas 1 de -*3 ( en e# cruce de# cauce ara evitar robab#es fracturas que udieron resentarse debido a car%as e/cesivas co(o e# aso de ca(iones 1 tractores* SECCION TRANVERSAL +or cuestiones de construcci!n ueden ser,

-? Cuadradas .? Rectan%u#ares

 H   =1.5 B

0? Circu#ares VELOCIDADES EN EL CONDUCTO Las ve#ocidades de dise6o en sifones %randes es de .@0 (s" (ientras que en sifones eque6os es de -*4 (s* Un sif!n se considera #ar%o" cuando su #on%itud es (a1or de 3BB veces e# di&(etro* FUNCIONA9IENTO E# sif!n sie(re funciona a resi!n" or #o tanto debe estar a:o%ado a #a entrada 1 a #a sa#ida*

A:o%a(iento  -B +uede tenerse a:o%a(iento 3B A:o%a(iento=

 H −h X 100 h

E# sif!n funciona or diferencia de car%as" esta diferencia de car%as debe absorber todas #as erdidas en e# sif!n* La diferencia de car%a G debe ser  #as erdidas tota#es* 4* RE7ISTRO +ARA LI9+IEGA ; VALVULA DE +UR7A Se co#oca en #a arte (as baja de# barri#" er(ite evacuar e# a%ua que queda a#(acenada en e# conducto cuando se deja de usar e# sif!n" con 'nes de #i(ie$a o rearaci!n" 1 consistir& en v&#vu#as de co(uertas des#i$antes" de #as di(ensiones que se esti(e conveniente de acuerdo con e# cauda# a desa#ojar* Estas v&#vu#as se rote%en or (edio de un re%istro de tabique o concreto que ##e%a :asta #a arte suerior de# terreno* Deben abrirse %radua#(ente ara evitar au(entos de ve#ocidades fuertes en #as tuber)as*

CALCULO HIDRAULICO DE UN SIFON INVERTIDO con e# #ano a curvas de nive# 1 e# er'# de# terreno en e# sitio de #a obra" se tra$a e# sif!n 1 se rocede a dise6ar #a for(a 1 di(ensiones de #a secci!n de# conducto (&s econ!(ica 1 conveniente" esto se obtiene desu
2

2

2

1

(v − v ) 2g

Donde, h¿ = perdida por transicion deentrada

hls =0.2

2

2

3

4

( v −v ) 2g

hls = perdida por transicion de salida

v 1= velocidad enseccion 1 delatransicion,deentrada v 2= velocidad enseccion 2 delatransicion,deentrada v 3= velocidad en seccion 3 delatransicion de salida v 4= velocidad en seccion 4 dela transicion desalida

En un ujo subcritico #a seccion J2? de #a '%ura tiene e# tirante rea# i%ua# a# tirante nor(a#" esto es debido a que en un ujo subcritico" toda sin%u#aridad crea efectos :acia a%uas arriba* +ara encontrar #as erdidas or transici!n de sa#ida es conveniente a#icar e# teore(a de >ernou##i entre #os untos J0? 1 J2?* +ara ca#cu#ar #as erdidas or transici!n de entrada se a#ica e# (is(o teore(a ero entre #os utos J-? 1 J.? E# tubo a #a entrada 1 sa#ida" conviene que quede a:o%ado de un -B  a un 3B de

hv

  ara evitar #a

entrada de aire que ueda roducir un funciona(iento defectuoso* 2. Perdidas por rejillas Cuando #a estructura consta de bastidores de barrotes 1 reji##as ara e# aso de# a%ua" #as 
h2= K 

vn

2g

Donde, h2= perdida por rejillas  K =1.45 −0.45

( )( )  A n  A g

−

 A n

2

 A g

 K  coeficiente de pedidas en larejilla =

 A n= areaneta de pasode rejillas

 A g=área brutade laestructura y susoporte , quequede dentro del area hidraulica

v n =velocidad a travesdel area netade larejilla dentro del área hidráulica

3. Perdidas de carga por entrada al conducto 2

v h3= Ke 2g

Donde, h3= perdidade carga por entrada alconducto v

=

velocidad del agua enel barril

 Ke= coeficientequ

e deende de #a for(a de entrada Valores de Ke

4. Pérdidas por fricción en el conducto Una for(u#a (u1 e(#eada ara deter(inar #as erdidas or friccion es #a de 9annin%, 1

2

1

v =  !2 n

hf  !L =

3

=

( )  vn

2

2

 L

  3

donde, :f=erdidas or friccion n=coe'ciente de ru%osidad S=endiente de #a #)nea de ener%)a V=ve#ocidad de# a%ua en e# conducto R=radio :idr&u#ico

L=#on%itud tota# de# conducto Cuando se trata de un conducto circu#ar" e# radio :idr&u#ico es,  =

d 4

Lue%o, v

0.3969 =

n

(

3

1

2

d !2

h f = !L=

2

0.3969 d

)

2

vn 3

 L

Donde" d es e# di&(etro de# conducto 5. Perdidas de carga por cambio de dirección o codos na formula muy empleada es!

√

v2 h5= "c 90 ° 2 g #

"onde! h5= p$rdidade carga por ca%bio dedirecci&n # =ángulo dedefle'i&n "c

=

coeficiente para codosco%unes

=

0.25

#. Perdidas por $%l$ulas de limpie&a Las 
ca(bio de secci!n" :aci
=

(v

v2 )

2

1

−

2g

Donde, h7= perdidade carga por a%pliacion brusca v 1= velocidad enel sifon v 2= velocidad apro'i%adaen la caja

Se%n Arc:er, 1.919

h s=0.997

(v − v ) 1

2

2g

= 0.0508 ( v − v )

 (or%a practica

h s=2 he donde : h s= perdida por entrada he = perdidade salida

1

2

1.919