En algunos casoso exiten obstculos que dificultan la libre circulacin de agua de un punto a otro (ver figura 8.5) para que circule agua, debe haber un vaco al interior del sifn y estar expuesto a la accin de la presin atmosfrica. Otra condicin es que debe existir una diferencia de altura entre el nivel esttico o nivel del agua y el punto de salida del agua. El anlisis hidrulico de un sifn parte de : como se conoce la seccin de la tubera (A= rea en m2) y por medio de la Ecuacin de Bernoulli se calcua la velocidad de flujo (V en m/seg), entonces se obtiene el caudal de salida, resulta asi: Q= A*V (m3 /seg); la calibracin de caudales est en funcin de la H entre Z1 y Z 2 y el clculo de caudales se puede hacer por cualquier mtodo indicando anteriormente en la Unidad 5.

FIGURA 8.5 SECCIN HIDRULICA DE UN SIFN

0

0

0

P1 V 1 P2 V 2 Z1 ! Z2 Hf 1 2 K 2g K 2g

v ! 2 g(H

Si la presin atmosfrica o baromtrica del lugar es de 755 mm de Hg, las alturas de un sifn en funcionamiento son de h1 = 3.50 m y la h2 = 5.60 m. Ver figura 8.5. Las prdidas en el sistema en la seccin A-B son de 0.60 m y en la seccin B-C son de 0.90 m. El dimetro del sifn es de 20 cm. Determinar a) El caudal de salida, y b) confirmar si existe o no circulacin de agua en el sifn.i)

Aplicacin de Bernoulli entre el punto A y C:

Vc ! 2 g ( ZA HfA C

Vc ! ( 2)(9.81m / seg 2 )(2.10m 1.5m)

Vc ! 11.772ii)

Vc ! 3.431m / seg

Anlisis del sistema por continuidad:

Q ! AxV

Q ! (3.431m / seg )(

T (0.20) 2 m2) 4

Q ! 0.1078m3 / seg

PA ! KXh

PA ! KrxKaguaxhHGPA PB VB 2 ! ZB HfA B K K 2g

PA ! 10,245.35kg / m2

PA ! (13.57) x(1000kg / m3) x(0.755m)

PA ! 10.2454m

PB (3.431m / seg ) 2 10.2454m ! 3.5 0.60m K 2(9.81m / seg 2)

PB ! 10.245M 4.70 K

PB ! 5.545m K

@

PA PB H ! 10.245 H5.545m K K

Conclusin: La presin atmosfrica es mayor que la presion presente en B, por lo tanto s hay circulacin de agua a travs del sifn porque:

PB Patm H K

Calcular cul es el caudal con que sale el aceite de densidad de 0.8g/cm3 por un sifn de radio de 1 cm.

Aceite

+

h= 0.2 m

Aplico la frmula para el sifn con velocidad de salida.

Vs ! 2 gh

Vs !

2(9.81m / seg 2)(0.2m)

Vs ! 2m / s Q ! AxV

A ! T (0.01) 2m

Q ! 0.00031415m2 x 2m / s ! 0.000638m3 / s

NOTA: La velocidad de salida no depende de la densidad, del tamao ni forma del tubo.

RESUELVA

Calcular cul es el caudal con que sale el aceite de densidad de 0.8g/cm3 por un sifn de radio de 1 cm.

Aceite

+

h= 0.2 m

EJERCICIOy Determinar el caudal que pasa a travs de un venturmetro si el fluido que circula en el tubo manomtrico es un aceite de Vr=0.75 el dimetro mayor es de 12 y el menor de 6 , el manmetro diferencial marca una columna de Hg de 0.96 pies. El coeficiente de ajuste para el caudal es de 0.8

Ejercicio.y En la finca Santa Ana se instal una tubera de hierro

galvanizado y desea saber por medio de un tubo de pitot cual ser el caudal que llevara el agua y la velocidad que estar ejerciendo el flujo si la tubera tiene un dimetro de 65.5 cm y al introducir el tubo de pitot presenta una columna de 85.5 cm.

y Si el caudal de elevacin es de 20 lit/min. y el caudal de

y y y y y

alimentacin es de 400lit/min, y la altura de elevacin es de 40m, Cual sera el trabajo de desnivel? Datos: Qe= 20lit/min Qa= 400lit/min H= 40m h=?