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
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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
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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(&&".
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≥
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
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≥
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
Mecánica De Fluidos II 68
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