INFORME ENSAYO HIDRAULICA
Enviado por alexandra urbano • 12 de Junio de 2018 • Informes • 2.086 Palabras (9 Páginas) • 238 Visitas
Informe Nº 4
Calibración de sifones
- fundamento teórico
El sifón es un tubo acodado, que es muy utilizado en riego superficial, con el fin de extraer el agua de los canales de último orden, pasando sobre su talud sin romperlo y entregarla en la cabecera del surco o melga. El extremo del lado aguas abajo es generalmente acodado para terminar en forma horizontal, lo que reduce la posibilidad de erosión.
Los sifones se pueden conseguir en el mercado o fabricarlos por medios propios. Pueden ser de diferentes diámetros, en función del gasto a manejar y a la facilidad de manipulación
Los materiales más comunes son el polietileno, PVC o el aluminio. No son aconsejables los de polietileno claro, que por su sensibilidad a los rayos solares duran poco tiempo.
El uso de los sifones goza de gran popularidad, pues permite el cambio fácil y frecuente del agua de un surco a otro. Esta no es única utilidad pues también permite de una manera rápida y sencilla conocer el gasto que se está entregando y de esta forma logra un mayor aprovechamiento del agua y aumentar la eficiencia del sistema.
El gasto que entrega el sifón es directamente proporcional a su diámetro y a la raíz cuadrada de la diferencia de nivel (H) entre el agua del canal abastecedor y el centro del sifón a la salida si la descarga es libre , o de la elevación de la superficie del agua si se descarga es ahogada.
El sifón para riego puede ser considerado como una tubería de tamaño intermedio y para su análisis deberán ser considerados tanto las perdidas localizadas como las de fricción.
De yal modo la carga H A es igual a la perdida por entrada más tres perdidas por los cambios de dirección que ocurren en los puntos 1,2, y3, mostrados en la figura 24.1, mas la perdida por fricción mas la energía remanente a la salida.
(24.1)[pic 3]
Donde:
H: carga sobre el sifón, en metros
: Coeficiente de pérdidas a la entrada, adimensional[pic 4]
: Coeficiente de perdidas en los cambios de dirección, adimensional [pic 5]
f: factor de fricción de Weisbach Darcy, adimensional
L: longitud del sifón, en metros
: Velocidad del agua en el sifón, en m/s[pic 6]
: Velocidad del agua a la salida del sifón, m/s[pic 7]
La ecuación 24.1 se puede agrupar de la siguiente forma:
[pic 8]
Si de denomina como la suma dentro del paréntesis[pic 9]
[pic 10]
(24.2)[pic 11]
Aplicando continuidad:
[pic 12]
[pic 13]
Sustituyendo esta ultima expresión en la ecuación (24.2)
[pic 14]
[pic 15]
Despejando :[pic 16]
[pic 17]
Y el gasto:
[pic 18]
La cual puede quedar así:
(24.3)[pic 19]
Que es igual a la expresión del gasto en un orificio y en donde:
Q = gasto del sifón, en m³/s.
C = coeficiente de gasto, adimensional.
A = área de la sección transversal m².
g = aceleración de la gravedad, en m/s².
H = carga del sifón, en m.
La expresión del gasto indica que este se puede determinar si se conocen las características geométricas y la carga H.
En el campo, el caudal suministra a los surcos puede ser controlado variando o bien el numero de sifones, o la elevación de la salida.
Los parámetros para relacionar el gasto y la carga, pueden ser determinados experimentalmente planeando una expresión general del tipo.
(24.4)[pic 20]
Entonces los valores de Q y H, los de K y n se pueden conocer mediante una regresión lineal simple. La expresión (24.4) se puede linealizar tomando logarítmicos a ambos términos:
[pic 21]
Siendo:
n = pendiente de la recta
= ORDENADA EN EL ORIGEN [pic 22]
Por lo tanto:
[pic 23]
Para determinar el coeficiente de gasto en la ecuación 24.3 se puede utilizar la expresión:
[pic 24]
Donde:
C = coeficiente de gasto, adimensional
= coeficiente por entrada, adimensional (aproximadamente 0.83)[pic 25]
D = diámetro interior del sifón, en cm.
n = coeficiente de rugosidad de Manning, adimensional.
L = largo del sifón, en m.
Para que el sifón funcione es necesario introducirlo total o parcialmente en el canal; estando sumergido, se tapa el extremo de la salida con la palma de la mano se gira rápidamente dejándolo sobre el talud, cuidando que la entrada no quede fuera del agua y la salida quede a nivel más bajo que el nivel de la superficie del agua en el canal; hecho esto; el agua corre en forma continua.
La fuerza debida a la presión atmosférica es la que da lugar a la acción de sifón, manteniendo el flujo en forma continua.
- Objetivos
- Conocer el funcionamiento del sifón como estructura de control del agua de riego.
- Obtener los datos experimentales para determinar la curva de calibración (relación entre el gasto y la carga).
- Comparar los resultados con los que reportan en la literatura.
- Procedimiento
- Tanque de carga constante: Este se logra colocando una compuerta deslizante vertedora en el canal de aproximación del vertedor. la entrada de agua se regula con la válvula de 150mm de diámetro colocada en la entrada
- Mecanismo elevador: es un soporte para colocar el sifón que tiene la posibilidad de deslizar para ajustarlo verticalmente, lo cual permite variar la carga de agua en el sifón en una forma muy fácil.
- Recipiente agua abajo: tiene la función de colectar el agua que descarga por la salida del sifón y conducirla al tanque de aforo. Si se regula la válvula que se encuentra colocada en la salida permite ahogar el sifón y realizar pruebas en estas condiciones.
- Tanque de aforo.
Los pasos que se deben realizar para la calibración son los siguientes:
1.- al sifón le medimos el diámetro interior y la longitud; y además, se tomamos nota del material del cual está construido. [pic 26]
[pic 27]
2.-se pone a funcionar la bomba y se establece un nivel en el tanque de carga constante la válvula de entrada. Hecho esto, evaluamos diferentes gastos con su correspondiente carga de la siguiente manera
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