Diseño de Un Sifon Normal

8/17/2019 Diseño de Un Sifon Normal

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA INGENIERÍA CIVIL

DISEÑO DE UN

SIFON NORMAL

Mecánica De Fluidos II 0


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RESUMEN

El Pe! es un "a#s $ue a lo la%o de su &is'oia &a 'enido $ue

a'a(esa ) a'a(iesa %andes necesidades de a%ua "aa usalos 'an'o

en *nes del consu+o &u+ano, co+o "aa *nes a%#colas u o'os,

al%unas (eces la conducci-n del l#$uido ele+en'o se &a lo%ado con

.acilidad, "eo )a $ue la +a)o "a'e de nues'o 'ei'oio "esen'a una

'o"o%a.#a ie%ula ) acciden'ada, no es 'an sencillo la conducci-n del

a%ua de un lu%a a o'o, )a $ue se 'ienen $ue a'a(esa "o %andesde"esiones o ci+as "aa &ace +ás .ac'i/le un de'e+inado "o)ec'o

de in%enie#a es "o ello $ue se necesi'a &ace una cons'ucci-n de un

sis'e+a &idáulico $ue "ueda (ence es'os desni(eles, de"endiendo de

la de"esi-n a (ence ) de la "esi-n a'+os.1ica, se "uede su%ei el

uso de un si.-n no+al, caso con'aio se 'endá $ue o"'a "o el dise2o

de un sis'e+a de /o+/eo $ue cons'a de una /o+/a $ue "ueda

"o"ociona la su*cien'e ene%#a "aa "ode ele(a el a%ua &as'a la3ona en $ue se e$uiee el a%ua, "aa de"osi'ala en un ese(oio, "aa

los *nes $ue se cea con(enien'e4

Paa el coec'o dise2o de un si.-n no+al es necesaio conoce

"e(ia+en'e al%unos conce"'os de dise2o de 'u/e#as si+"les, $ue nos

a)uden a "ode &ace un coec'o di+ensiona+ien'o de los di.een'es

ele+en'os con el $ue con'aá nues'o si.-n4

Paa *nali3a se &ace 1n.asis en $ue "a'iendo de los

conoci+ien'os i+"a'idos en clases, ) de la e(isi-n de la di.een'e

li'ea'ua 'ende+os $ue soluciona un "o/le+a de un si.-n a"licado a

la (ida eal, "a'iendo de da'os $ue se ecolec'an en ca+"o "aa lue%o

&ace un cálculo &idáulico de dic&o si.-n4 Paa lo%a dic&o o/5e'i(o es

necesaio "lan'ea una soluci-n a "a'i de ecuaciones e &i"-'esis $ue

seán (ei*cadas, lo%ando as# di+ensiona un diá+e'o -"'i+o $ue nos

"o"ocione la +eno "edida de ene%#a ) el +eno cos'o del sis'e+a4



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I. INTRODUCCIÓN

La necesidad de a/as'ece de a%ua a cie'as 3onas con una

di.eencia de co'as 'o"o%á*cas "asando desde un ni(el de co'a'o"o%á*ca al'a &as'a un "un'o +ás /a5o "eo a'a(esando "un'os +ás

al'os $ue los del ni(el de en'ada, nos lle(a al es'udio del dise2o de un

si.-n $ue nos "e+i'iá conduci el l#$uido ele+en'o4

Dic&o si.-n no (iene a se +ás $ue una l#nea de conducci-n, con

una sola en'ada ) una sola salida, ela/oada de un +is+o +a'eial )

del +is+o diá+e'o, "o lo $ue las condiciones ) ecuaciones $ueo/edece son las +is+as $ue las de una 'u/e#a si+"le "eo 'o+ando en

cuen'a la "esi-n a'+os.1ica "esen'e en de'e+inada 3ona de nues'o

'ei'oio4

Sin +ás co+en'aios $ue &ace, se "ocedeá con el cálculo de

dic&o sis'e+a, 'eniendo un es"ecial cuidado en el dise2o, 'a'ando de

$ue las lon%i'udes de las 'u/e#as de succi-n, ) la 'u/e#a de desca%ue

es'1n den'o de los "aá+e'os de "esi-n a'+os.1ica local, $ue le

"e+i'an .unciona sin nin%!n "o/le+a4

II. OBJETIVOS

7ace el dise2o &idáulico de un si.-n no+al $ue .uncione en la

localidad de Ca5a+aca4



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Co+"o/a si e9is'e ca(i'aci-n en el si.-n no+al4

III. JUSTIFICACIÓN

Las condiciones de 'a/a5o con las $ue uno co+o in%enieo

se a'a(iesa a diaio en el a/as'eci+ien'o de a%ua "aa

3onas donde la .uen'e se encuen'a en un ni(el +ás /a5o,

"eo a'a(esando "un'os +ás al'os $ue los del ni(el de

en'ada, nos &ace "ensa en el uso de un si.-n no+al, es

"o eso $ue el "esen'e 'a/a5o 'iene "o *nalidad &ace un

+inucioso es'udio ) cálculo &idáulico de es'e sis'e+a

solucionando un "o/le+a $ue se da en la (ida eal,

dise2ado "aa "aá+e'os $ue se dan en nues'a ciudad de

Ca5a+aca4

IV. ALCANCES.

• :inc&a4• Cuadeno de a"un'es de clase4• GPS• Pa"el4• Cá+aa di%i'al4• La"iceos4

V. ZONA DE ESTUDIO.

I464 DESCRIPCION DE LA ;ONA4

UUDIO4

El áea de es'udio se u/ica en la Ciudad Uni(esi'aia4

VI. REVISIÓN DE LITERATURA.

Mecánica De Fluidos II ?ZONA DE

ESTUDIO


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1. Sifón Norma.

Es'uc'ua &idáulica $ue "e+i'e conduci un l#$uido

desde un ni(el de co'a 'o"o%á*ca al'a &as'a un "un'o +ás

/a5o "eo a'a(esando "un'os +ás al'os $ue los del ni(el deen'ada4

Pasando el "lano e.eencial "o el e9'e+o de salida

de la 'u/e#a ) a"licando la ecuaci-n de la ene%#a en'e la.uen'e ) la secci-n de salida del conduc'o4

∑→

+++=++86

8

8

88

8

8

6

6688

pérdidag

V Z

P

g

V Z

Pα

δ α

δ

Condiciones de .on'ea@

086

=== atmPPP Pesiones Mano+1'icasB

=6

Z Cons'an'e Flu5o Pe+anen'eB

=8 Z 0 El "lano de e.eencia "asa "o el cen'oide del

e9'e+o de desca%aB

06 =V Flu5o Pe+anen'eB

V V =8 Velocidad en cual$uie secci-n del conduc'oB

≅α Flu5o >u/ulen'oB

Mecánica De Fluidos II


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Sus'i'u)endo las condiciones de .on'ea en la ecuaci-n de

la ene%#a ) 'eniendo en cuen'a $ue ade+ás $ue el '1+ino de

"1didas inclu)e las "1didas "o .icci-n ) las sin%ulaes, se

lle%a a la si%uien'e e9"esi-n4

++=∆ k f

D

L

gD

QH 6

D

C8

8

π 6B

H∆ @ Desni(el en'e la .uen'e ) el e9'e+o de salida

@ Caudal de dise2o

% @ Ga(edad 'ees'eD @ Diá+e'o del si.-n

L @ Lon%i'ud del si.-n

. @ Fac'o de .icci-n de Dac)

@ Su+a de coe*cien'es de "1didas en accesoios

del si.-n4

A"licando la ecuaci-n de la ene%#a en'e la .uen'e ) lasecci-n c#'ica cH de "esiones ne%a'i(as4

∑→

+++=++c

ccc pérdida

g

V Z

P

g

V Z

P

6

8

8

8

6

6688

α δ

α δ

En la .uen'e se 'iene las +is+as condiciones de .on'ea,

s-lo $ue a&oa considea+os "esiones a/solu'as "aaco+"a'i/ili3a con la "esi-n de (a"o del l#$uido $ue 'iene (alo

a/solu'o4

Ree+"la3ando es'as condiciones en la ecuaci-n de la

ene%#a ) des"e5ando la "esi-n c#'ica del "un'o c4

++−−

=

I

I6

D

C8

8

k f D

L

gD

Qh

PPc

atm

abs

c

π δ δ 8B

Pc @ Pesi-n a/solu'a en la secci-n c#'ica c



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Pa'+ @ Pesi-n /ao+1'ica

&c @ Desni(el en'e la .uen'e ) la secci-n c#'ica c

@ Caudal del dise2o del si.-n

% @ Ga(edad >ees'eD @ Diá+e'o del si.-n

LK @ Lon%i'ud de la 'u/e#a desde la en'ada &as'a la

secci-n c#'ica c

K @ Su+a de coe*cien'es de accesoios desde la en'ada

&as'a la secci-n c#'ica c

Con la ecuaci-n 6B, se de'e+ina el diá+e'o en

concodancia con el u5o%a+a de la 'u/e#a si+"le ) lue%o se

(ei*ca la "esi-n en la secci-n c#'ica con la ecuaci-n 8B4 Pues

la "esi-n en la secci-n c#'ica no de/eá se +eno $ue la

"esi-n de (a"o del l#$uido, "aa con'ola el .en-+eno de

ca(i'aci-n4

En el caso de si.-n, la .uen'e de ene%#a e9'ena lo

cons'i'u)e la "esi-n a'+os.1ica local4

Los accesoios i+"escindi/les en el si.-n no+al son@ una

"ic&anc&a, cons'i'uida "o una coladea ) una (ál(ula c&ec o

de "ie un 'a"-n de ce/ado en la "a'e +ás al'a, una (ál(ula de

aie ) una (ál(ula de co+"ue'a o de "u%a4

!R"f. N# $1% &"'ara(a& )" *+r&o% ,-. 1/012

VII. ,ROCEDIMIENTO.

DISEO 3IDRAULICO DE UN SIFON NORMAL EN LA CIUDAD

UNIVERSITARIA.



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Se &a u'ili3ado el +1'odo induc'i(o, "a'iendo de una e(isi-n

/i/lio%á*ca ) lue%o o/'ene los "inci"ales da'os, a"licando los

conoci+ien'os ad$uiidos en 1s'a "a'e del cuso4

En el "esen'e 'a/a5o se nos "esen'a un "o/le+a de dise2o

de un si.-n en Ca5a+aca, cu)os da'os se "esen'an a

con'inuaci-n@

,ROBLEMA4 En el "esen'e 'a/a5o (ei*cae+os el dise2o de

un si.-n en l Ciudad Uni(esi'aia de Ca5a+aca, es deci (a+os

a co+"aa esul'ados, cu)os da'os se "esen'an a

con'inuaci-n

>e+"ea'ua@ 80C Asu+idoB: L 6?400 +4 H ∆ @ ?40 +4

@ Se de'e+inaa "aa co+"aalo con elcaudal o/'enido en ca+"o4

D@ 6 "ul%ada4

++×

×××

=∆ 18

42

2

K f D

L

D g

Q H

π 4 6B

De donde des"e5ae+os "aa o/'ene su (alo ) co+"aalo conel da'o o/'enido +edian'e las +ediciones4

Mecánica De Fluidos II Q


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Ma("ria"&4 >u/e#a PVC

A**"&orio&4

o Pic&inc&a4o Codo de 0o Codo de o > con oscado e9'eio ) 'a"-n &e+/a4o Vál(ula de co+"ue'a4o Uniones4

Ado"'ando $ue las sin%ulaidades en la l#nea de conducci-n seanlas si%uien'es@

A**"&orioCan(i)

a)

Co"5*i"

n("To(a

Pic&anc&a 06 64Q 64QCodo de 0 06 04 04

Codo de 06 04?Q 04?Q > con oscado

e9'eio06 04 04

Vál(ula de

co+"ue'a06 400 400

Po salida 06 6400 6400Uniones 0 040 046

T 604?

Ree+"la3ando (aloes en 6B4

Paa un 020.0= f

++×

×××

= 143.1002.00254.0

00.13

0254.081.9

808.3

42

2

π

Q

67 $.$$$89: .

4

6 102.4

1001.10254.0

000846.044 ×=×××

×== −π υ π D

Q R



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00006.04.25

0015.0==

D

ε

U'ili3ando el Dia%a+a de Mood), se de'e+ina@ 022.0= f

Paa un 022.0= f

++×

×××

= 143.10022.00254.0

00.13

0254.081.9

808.3

42

2

π

Q

67 $.$$$8; .

Po lo $ue se conclu)e $ue el caudal es@ 0.0083 .

Se%uida+en'e se co+"ue/a

≥

δ δ

Pv Pc

abs

++

×××

−−

=

1''8

42

2

k f D

L

D g

Qhc

Patm Pc

abs π δ δ 44 ?B

Donde@ m L 30.3'=

m Patm

418.7=

δ Pesi-n en Ca5a+aca4

A**"&orioCan(i)a

)Co"5*i"n(" To(a

Pic&anc&a 06 64Q 64QCodo de 0 06 04 04

> con oscado

e9'eio06 04 04

uniones 08 040 040K T 84

Ree+"la3ando (aloes 'ene+os@

++××

×

−−=

198.2022.00254.0

30.3

0254.081.9

00083.08

35.2418.7 42

2

π δ abs

Pc



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abs

Pc

δ T 46? +

Paa la "esi-n a (a"o a 6 'ene+os@

m

m

N K

KPa Pv

C

182.0

80.9

785.1

3 ª15

==

δ

Po lo 'an'o se co+"ue/a $ue@

9.1; m < $.18= >>>>>> o?

DE>ERMINACI=N DEL CAUDAL HPOR LOS DA>OS OENIDOS ENEL CAMPO@

Volu+en del de"-si'o@ 04080+?

>ie+"os de llenado delde"-si'o@804 se%4804 se%4804 se%4864 se%4804 se%4

Po+edio@ 804 se%4

De donde 'ene+os $ue el caudal@ $.$$$@ m;&6 7 $.@ L(&&".


≥

δ δ

Pv Pc

abs


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VIII. CONCLUSIONES RECOMENDACIONES.

Conclusiones:

Se co+"o/- $ue no e9is'e ca(i'aci-n

)a $ue

Al co+"aa los esul'ados o/'enidos de los di.een'escaudales "ode+os (e $ue es'os se ase+e5an4

El si.-n es'á .uncionando +u) e*ca3+en'e )a $ue el caudalo/'enido en ca+"o es +a)o $ue el caudal o/'enido de la(ei*caci-n del dise2o4

Recomendaciones:

se de/e 'ene cuidado en la en la o/'enci-n de las "esiones

/ao+1'icas ) la "esi-n de (a"o del l#$uido, "aa e(i'a el"o/le+a de ca(i'aci-n en la secci-n c#'ica4

7ace un uso adecuado del dia%a+a de Mood), )a $ue elcoec'o dise2o del si.-n de"ende del uso de dic&o dia%a+a4

Paa la .a/icaci-n de dic&os si.ones no+ales se de/e &aceuna coec'a elecci-n de la clase de 'u/e#a $ue (a ain'e(eni, )a $ue de es'o de"ende el cos'o 'o'al de lacons'ucci-n4

I. BIBLIORAFIA4


≥

δ δ

Pv Pc

abs


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7idáulica Geneal, Gil/e'o So'elo (ila, Volu+en I, Edi'oialLi+usa, 64

Mecánica De Fluidos, Pedo Fenánde3 D#e3, Uni(esidad de

Ca'a+/ia, 800

Se"aa'as del cuso de Mecánica de Fluidos II, UNC

Mecánica de los Fluidos e 7idáulicaH Colecci-n SC7AUMB4

&''"@WWW4.a%o4edu4u)X&idolo%iaie%o7IDRAULICA806?4"d.4

&''"@es4sci/d4co+doc6??Ca"i'uloYVY7idaulicaYdeY'u/eias4

ANEZOS4


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