Comportamiento del coeficiente de pérdida de carga en las cámaras de entrada y salida en sifones invertidos, Chiclayo, 2023

Abstract

Esta investigación aborda una de las deficiencias del diseño hidráulico en el país: la falta de información técnica sobre el origen y la determinación de los coeficientes de pérdida de carga en las cámaras de entrada y salida en sifones invertidos, lo que ocasiona diseños hidráulicos ineficientes. El objetivo es determinar el comportamiento de los coeficientes de pérdida de carga en las cámaras de entrada y salida en sifones invertidos, para mejorar la precisión en los cálculos y optimizar los diseños. Se realizó una investigación experimental utilizando un modelo hidráulico que cumple los principios de la semejanza hidráulica para simular un sifón real. Las cámaras se construyeron con bases revestidas de fibra de vidrio, PVC y concreto, con el fin de evaluar el efecto de los materiales en los coeficientes de pérdida. Los resultados demostraron que la rugosidad superficial de los materiales tiene una influencia directa sobre los coeficientes, incrementando su valor a medida que aumenta la rugosidad. Sin embargo, se encontró que la variación del caudal no afecta el valor de los coeficientes de pérdida de carga. Estos hallazgos sugieren que la eficiencia hidráulica en los sifones invertidos puede mejorarse principalmente mediante la selección adecuada de materiales, independientemente de la variación del flujo, aportando criterios útiles para el diseño futuro de sifones invertidos más eficientes.

This research addresses one of the shortcomings of hydraulic design in the country: the lack of technical information on the origin and determination of pressure loss coefficients, which results in the construction of inefficient inverted siphons. The objective is to determine the behavior of the pressure loss coefficients in the inlet and outlet chambers in inverted siphons, to improve calculation accuracy and optimize design efficiency. An experimental research was carried out using a hydraulic model that complies with the principles of hydraulic similarity to simulate a real siphon. The chambers were built with bases coated with fiberglass, PVC, and concrete, in order to evaluate the effect of the materials on the loss coefficients. The results showed that the surface roughness of the materials has a direct influence on the coefficients, increasing their value as the roughness increases. However, the flow rate variation did not significantly affect the pressure loss coefficients. These findings suggest that hydraulic efficiency in inverted siphons can be improved primarily by proper material selection, regardless of flow variation, providing valuable tools for more efficient and accurate designs in the future