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MEMORIA DE CALCULO DEL SIFONPROYECTO : CANAL VILACHAULLANI -CALACHACA - CHUAPALCASECTOR : MAMUTA - KALLAPUMATRAMO : DEL KM 21+508.46 AL 31+282.84LONGITUD : 9774 ML

Clculo del diametro de la Tuberia

Caudal de ingreso Q= 1

Velocidad que evite deposito de lodo y basura V= 1.6Diametro de la tuberia D= 0.89

Diametro asumido= 0.914Por lo que asumiremos la tubera de =36 cuyas caractersticas hidrulicas sern:

Su rea hidrulica ser:

A= 0.657Su permetro mojado:

P= 2.873Su radio hidrulico:

R= 0.229De la ecuacin de la continuidad, la velocidad dentro de la tubera de ser:

1.523Su nmero de Reynolds

Re= 1392428.44

Dimensiones del canal de ingreso Diamet 1.1Tirant 0.73

Area mojada del canal de ingreso 0.6696

Para encontrar el conducto ms adecuado econmicamente y conveniente, se determinaron sus dimensiones en funcin de la descarga que pasara y de la velocidad que resulta. Consideremos una velocidad de 1.6m/s que nos evita el depsito de lodo o basura en el fondo del conducto y que no sea tan grande que pueda producir erosin en la tubera, con este valor conseguiremos su dimetro, y despejando de la ecuacin de continuidad:

vt=

Adems, a la entrada y salida de la tubera de presin, la velocidad con la que discurre y el tipo de flujo por el canal circular de dimensiones :

Acr

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Ser:

1.49342891Y el Nmero de Froude ser:

Vcr

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Fr= 0.558Donde:

La altura mnima de ahogamiento a la entrada

Hmin= 0.17728239

Hmin= 0.48804591

Hmin= 0.43684365

Por lo tanto la altura minima

Altura propues 1.4Altura propues 0.94Hmin< 0.93

La altura mnima de ahogamiento en la salida cumplira de forma similar.

Clculo de las perdidas hidraulicas :Las principales perdidas de carga que se presenta son:

Perdidas por transicin de entrada y salidaPerdidas en la rejillaPerdidas de entradaPerdidas por friccin en el control o barrilPerdidas por cambio de direccin o codosPerdidas por vlvulas de limpieza

Perdida de carga por transicion de entrada y salida

0.00045119

0.00090238

vcr = velocidad en el canal circularAcr = rea mojada del canal circular

El caudal de diseo que transportara el sifn es de 1.00 m3/s en una tubera de 36 de dimetro. La cota en la entrada es de 4318.20 msnm. y en la salida es de 4283.30 msnm.

hle =

hls =

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Donde:

Perdida por rejilla

Numero de soleras 9Largo 1Ancho 0.051espesor 0.0064

Area neta por metro cuadrado An` = 0.9424

Area neta de la tuberia An= 0.61886883

Entonces An/Ab = 0.9424

Coeficiente de perdidad de rejilla

K= 0.13780224

Donde:

Velocidad a traves de la rejilla

Vn= 1.6158513Finalmente las prdidas por entrada y por salida sern:

0.03667668

Perdidas de carga por entrada al conducto

Para entrada con arista ligeramente redondeada k= 0.230.0271833

Donde:

hle = perdidas por transicin de entradahls = perdidas por transicin de salidavt = velocidad en el sifnVcr = velocidad en la seccin del canal rectangular (aguas arriba)vt = velocidad en el sifn

Cuando la estructura consta de bastidores de barrotes y rejilla para el paso del agua, las prdidas originadas se calculan con la ecuacin:

Las soleras de la rejilla son 9 y tiene dimensiones de 2 x 1m x (0.051m x 1m x 0.0064m) separadas cada 0.1m. El rea neta por metro cuadrado:

K = coeficiente de perdidas en la rejillaAn = rea neta de paso entre rejillasAg = rea bruta de la estructura y su soporte, que quede dentro del rea hidrulica.

2h2 =

h3=

V = velocidad del agua en el barril

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Perdidas por friccion en el condutoUtilizando la formula de Hazen Williams para la longitud de tubera de 9774m

Longitud de tuberia L= 9774Coeficiente de rugosidad C= 115

24.5441272Donde :R : radio hidrulico

Utilizando la formula de Darcy Weisbach y considerando una rugosidad f en el rango de 0.014-0.018

Rugosidad 0.01822.7396071

Perdida de carga por cambio de direccion o codos

Donde:

K = 0.25Angulo 01 2.25Angulo 02 1Angulo 03 4Angulo 04 10.43

Total

0.024

Perdida por valvulas de limpieza Se desprecia

Ke = coeficiente que depende de la forma de entrada

hf=

hf=

= ngulo de deflexinKc = coeficiente para codos comunes = 0.25

hcd=

Las prdidas de carga que se originan en los sifones por el hecho de insertar lateralmente una tubera en la que se coloca una vlvula para desage y limpieza se deben considerar como prdidas por bifurcacin de tuberas.

Esta prdida existe aun cuando una de las partes este cerrada por la vlvula, ya que se forman turbulencias dentro de la tubera, pero en vista que se consideran muy pequea y no se ha podido evaluar y se desprecia.

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Finalmente la suma de todas las prdidas producidas en el sifn es:

Sumatoria de perdidas= 24.633

Verificacion de la carga Hidraulica cota de entrada 4318.2Cota de salida 4283.3Altura de carga 34.9

Diferencia 10.27

Del resultado de analisis se deduce que para las condiciones topograficas el dimensionamiento de la tuberiaes satisfactorio

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CANAL VILACHAULLANI -CALACHACA - CHUAPALCA

m/smm En pulgadas 36

m

m

m/s

mmm2

Para encontrar el conducto ms adecuado econmicamente y conveniente, se determinaron sus dimensiones en funcin de la descarga que pasara y de la velocidad que resulta. Consideremos una velocidad de 1.6m/s que nos evita el depsito de lodo o basura en el fondo del conducto y que no sea tan grande que pueda producir erosin en la tubera, con este valor

m3/s

m2

Adems, a la entrada y salida de la tubera de presin, la velocidad con la que discurre y el tipo de flujo

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m/s

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Flujo sub critico

VER GRAFICO

m

m

m

ok

m

/s en una tubera de 36 de dimetro. La

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mm (2 pul)m (1/4")m2/m2

m2

m/s

M

m

Cuando la estructura consta de bastidores de barrotes y rejilla para el paso del agua, las prdidas

Las soleras de la rejilla son 9 y tiene dimensiones de 2 x 1m x (0.051m x 1m x 0.0064m)

= rea bruta de la estructura y su soporte, que quede dentro del rea hidrulica.

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m

m

Utilizando la formula de Darcy Weisbach y considerando una rugosidad f en el rango de 0.014-0.018

m

0.158113880.105409260.210818510.34042457

0.81476622

m

Las prdidas de carga que se originan en los sifones por el hecho de insertar lateralmente una tubera en la que se coloca una vlvula para desage y limpieza se deben considerar como prdidas por

Esta prdida existe aun cuando una de las partes este cerrada por la vlvula, ya que se forman turbulencias dentro de la tubera, pero en vista que se consideran muy pequea y no se ha podido

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Finalmente la suma de todas las prdidas producidas en el sifn es:

CUMPLE

Del resultado de analisis se deduce que para las condiciones topograficas el dimensionamiento de la tuberia

Clculo del diametro de la TuberiaDatos Unidades

Caudal de ingreso Q= 1.25

V= 3.6 m/sDiametro de la tuberia D= 0.66 m

Diametro asumido= 0.6604 m

Clculo del area hidraulica A= 0.343

Clculo del permetro mojado P= 2.075 m

Clculo del radio hidralico R= 0.1651 m

Velocidad dentro de la tuberia 3.64926151 m/s

Nunmero de Reynolds Re= 2409972.3

Dimensiones del canal de ingreso Solera 1.3 mTirante 0.74 m

Area mojada del canal rectangular 0.962 m2

Velocidad del canal rectangular 1.2993763 m/s

Numero de Froud Fr= 0.4822637 Flujo sub critico

Altura minima de ahogamiento a la entr Hmin= 1.01812764 mHmin= 0.6233897 mHmin= 0.8896717

Por lo tanto la Latura minimaAltura propuesta = 1.78Altura en Diametro pro 0.676Hmin< 1.442 ok

como se tiene los mismos valores para la salida tambien cumple

Clculo de las perdidas hidraulicasPerdida de carga por transicion de entrada y salida

0.05926978 m

m3/sVelocidad que evite deposito de lodo y basura

m2

vt=

Acr

Vcr

hle =

0.11853956

perdida por rejilla Numero de soleras 9Dimensiones Largo 1 mAncho 0.051 mespesor 0.0064 m

Area neta por metro cuadrado An` = 0.9424 m2/m2

Area neta de la tuberia An= 0.32280504 m2

Entonces An/Ab = 0.9424

Coeficiente de perdidad de rejilla K= 0.13780224

Velocidad a traves de la rejilla Vn= 3.87230636 m/s

Perdida por entrada y salida 2hr = 0.21063313 M

Perdidas de carga por entrada al conductoPara entrada con arista ligeramente re K= 0.23

h3= 0.15611291 m

Perdidas por friccion en el condutolongitud de tuberia 379.6 m

Coeficiente de rugosidad C= 115Calculo de L por hazen Williams L= 7.0301642 m

Rugosidad 0.018hf= 7.02267572 m

Perdida de carga por cambio de direccion o coddosCoeficiente para codos comunes K = 0.25

Angulo 01 12.65 0.3749074Angulo 02 21.633 0.49027203Angulo 03 0 0Angulo 04 0 0

Sumatoria de result 0.86517943

0.14681052 m

Perdida por valvulas de limpieza Se desprecia

Sumatoria de perdidas 7.7140416

hls =

hcd=

Verificacion de la carga Hidraulica cota de entrada 3487.342Cota de salida 3478.76Altura de carga 8.582

Diferencia 0.86795838 ok

Equivalente en pulgadas = 26

Flujo sub critico

(2 pul)(1/4")

CALCULOHoja1