ESTUDIO DEL PÉRDIDAS DE CARGA EN TUBERÍAS CASO GAS LICUADO DE PETRÓLEO

Transcripción

1 ESTUDIO DEL PÉRDIDAS DE CARGA EN TUBERÍAS CASO GAS LICUADO DE PETRÓLEO Ing. Juan Pablo Arias Cartín Escuela de Ing. Electromecánica Tel

2 Conducción de Fluidos Los Fluidos pueden ser transportados por dos formas: Conductos Cerrados o Tuberías donde se encuentran confinados a presión. Conductos Abiertos o Canales donde se encuentran a presión atmosférica y cuentan con una superficie libre. Ing. Juan Pablo Arias C. Escuela de Electromecánica Rev

3 Pérdidas Primarias y Pérdidas Secundarias Pérdidas Primarias Son las que se producen por contacto del fluido con la superficie de la tubería, entre sus capas y por rozamiento de sus partículas. Pérdidas Secundarias Son las pérdidas producto de los cambios en la forma tales como transiciones, codos, uniones, tees, ampliaciones, reducciones. 3

4 Pérdidas Primarias En el cálculo de las pérdidas de carga en tuberías juegan un papel discriminante dos factores: Elquelatuberíasealisaorugosa Tubería Lisa: Tubería Plástica o de Cobre. Tubería Rugosa: Acero, Hierro Fundido, Cemento. El régimen del flujo del fluido sea laminar o turbulento Laminar: Número de Reynolds menor a 2000 Turbulento: Número de Reynolds entre 2000 y

5 Número de Reynolds El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. ó Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por: 5

6 Ecuación de Darcy-Weisbach Experimentos realizados a finales del siglo XIX realizados con tuberías de agua de diámetro constante demostraron que la pérdida de carga era directamente proporcional al cuadrado de la velocidad media en la tubería y a la longitud de la tubería e inversamente proporcional al diámetro de la misma. 6

7 Cálculo del Coeficiente 7

8 Demostración del Cálculo para Flujo Laminar en Tubería Lisa y Rugosa Obtención de la Ecuación de Poiseuille Ing. Juan Pablo Arias C. Escuela de Electromecánica Rev

9 Modelo de Flujo Laminar Ing. Juan Pablo Arias C. Escuela de Electromecánica Rev

10 Coeficiente 10

11 Pérdidas Secundarias Dos métodos para el cálculo de pérdidas de carga en accesorios: Primer método: Por una fórmula especial y un coeficiente de pérdidas adimensional de pérdidas secundarias. Segundo método: Por la misma ecuación de Darcy-Weisbach para pérdidas primarias pero sustituyendo en dicha fórmula la longitud de la tubería, L por la longitud equivalente Le. 11

12 Pérdidas Secundarias con el Segundo Método Este método consiste en considerar las pérdidas secundarias como longitudes, es decir longitudes en metros o pies de un trozo de tubería del mismo diámetro que produciría las mismas pérdidas de carga que los accesorios en cuestión. Así cada accesorio: Codo, medidor, válvula, etc. Sería sustituido por una longitud de tubería equivalente característico de dicho accesorio, Le. 12

13 Equipo para Cálculo de Pérdidas de Carga (Laboratorio Fluidos) 13

14 Pérdidas Secundarias: Nomograma Ing. Juan Pablo Arias C. Escuela de Electromecánica Rev

15 Pérdidas Secundarias: Tabla Ing. Juan Pablo Arias C. Escuela de Electromecánica Rev

16 Caso de Tubería para Sistema de Gas LP Tubería de Segunda Etapa Regulador de Línea Almacenamiento de Gas LP Válvulas Antisísmicas y de Corte Remoto Regulador de Alta Presión Tubería de Alta Presión Regulador de Segunda Etapa Aparatos de Consumo Ing. Juan Pablo Arias C. Escuela de Electromecánica Rev Fuente: Gas LP Guía para el Comprador de Equipos, Fisher. (Adaptación) 16

17 Caso de Tuberías para Sistema de Gas LP Fuente: Norma NFPA 54, Código Nacional de Gas Combustible. Edición Anexo C 17

18 Caso de Tuberías para Sistema de Gas LP HOJA DE CÁLCULO EN EXCEL Ing. Juan Pablo Arias C. Escuela de Electromecánica Rev

19 Normas NFPA relacionadas con Gas LP Las Normas NFPA NFPA 58 Código de Gas Licuado de Petróleo NFPA 54 Código Nacional de Gas Combustible 19

20 Muchas Gracias! Ing. Juan Pablo Arias C. Escuela de Electromecánica Rev