Ejemplo1:Diseñar un sifón invertido en el cruce de un canal con la panamericana las caracteristicasdel cruce se presenta en la fig. 1 y las caracteristicas del canal arriba y aguas abajo del cruce son:

Z= 1.5Q= 1 m3/sS= 0.001b= 1 mn= 0.025Y= 0.7 mV= 0.7 m/s

0.025 m

La pendiente aguas arriba y aguas abajo es de 1 o/oo y las cotas según el perfil del canalson:Km. 1+030 = 46.725 m.s.n.mKm. 1+070 = 46.443 m.s.n.m

V2/2g=

SOLUCION:Con la información topografica del perfil del terreno en el cruce y el perfil del canal, se efectua el dimensionamiento previo de la figura adjunta, el cual cumple con los requisitoshidraulicos necesarios, se puede aceptar como solución al problema, en caso contrario se los ajustes necesarios.

1. Selección del diámetro del tuboAsumimos una velocidad de :

V= 1.5 m/s

A=Q/V= 0.67 m/s

D=raiz(4Q/V*PI())= 0.92 escogemos Di=36" = 0.9144 mel nuevo valor del area será:

0.656692893y la velocidad de diseño:

V=Q/A= 1.52 m/s

0.118 m

A=D2*PI()/4=

V2/2g =

2. Longitud de transicionesT1=b+2ZY= 3.1T2= 0.9144 α/2= 25

2.34Lt=4Di= 3.66 m = 3.7 m.

α/2= 16.5

3. Nivel de agua en 1Del Km 1+030 al punto 1 según la Fig. 2 adjunta, hay 6.41m. , luego la cota de fondo en 1 será:

46.725-(6.41*0.001) = 46.719 msnmEl nivel del agua en 1: 46.719+0.7 = 47.419

Cota de fondo en 2: 47.419-(Hte+1.5hv)Hte = Di/cos12° = 0.935 m.

0.14

Lt = T1-T2/(2tagα/2) =

1.5hv=1.5(Vt2/2g-v12/2g)=

Cota de fondo en 2: 46.344 msnm

4. Cota de fondo en 3α= 12 escogido previamente

sen12=h/5h= 1.04 m.

luego: 46.344-1.04 = 45.304cota de fondo en 3: 45.304 msnm

5. Cota de fondo en 4Longitud de tubo horizontal: 10 m.10*0.005= 0.0545.304-0.05= 45.254Cota de fondo en 4= 45.254 msnm.

6. Cota de fondo en 5α= 12

sen12=h/4h= 0.832

Luego: 45.254+0.832= 46.086Cota de fondo en 5: 46.086 msnm.

El máximo valor en P en la entrada debe ser 3/4D y en la salida 1/2"D; luego P en la salida:P=D/2= 0.4572

De otro lado se tiene que la cota en 6 será:La distancia entre el punto 6 y el km 1+070: 7.388

La cota en 6 es : 46.443-S*7.388 = 46.436 msnmCota6-cota5= 0.350 mEscogemos el valor P= 0.350 mPara que la cota 6 de la transición coincida con la rasante del canal.

7. inclinación de los tubos doblados (codos)

A la entrada: 4.89/1.04 = 4.704.7:1 es mas plano que 2: 1, se acepta la inclinación

A la salida: 3.912/0.832 = 4.70

8. Carga hidraulica disponible

Cota 1 + tirante = 46.719+0.7 = 47.419 msnmCota 6 +tirante = 46.346 + tirante = 47.136 msnmCarga disponible = 0.283 m

9. Cálculo de las perdidas de carga

Perdidas por entrada : 0.0373

Perdidas por salida : 0.0606

0.4(Vt2-Vcr2)/2g =

0.65(Vt2-Vcr2)/2g =

0.064f = 0.026L= 19 mD= 0.9144 m

Perdidas por codos : 2

α= 12

hcod= 0.022

H= 0.1833Para mayor seguridad las pérdidas totales se incrementaran en un 10%Luego: 1.1*0.1833 = 0.2016346 < 0.283 OK.significa que no habra problema hidraulico.

10. Cálculo de la sumergencia a la salidaAltura de sumergencia : (0.7+0.35)- Hts = 0.115

Hts=Di/cos12°= 0.935

este valor no debe exceder a: Hts/6= 0.156Luego: 0.115 < 0.156se acepta el valor de sumergencia puesto que es menor a la altura permisible

11. Longitud de enrocadoLp= 3Di = 2.7432 2.8

perdidass por fricción:f L/D Vt2/2g =