FLUJO EN TUBERÍAS DE SUPERFICIE

FLUJO ANULAR

Para la determinación de las presiones estáticas no hay ningún problema en aplicar los métodos enseñados.

Para el cálculo de las presiones fluyentes en los métodos estudiados se debe utilizar el radio hidráulico.

La única modificación necesaria es la de utilizar el diámetro efectivo para el cálculo del Nre,

𝐷ℎ =4𝐴

𝑃

La ecuación general de conservación de

energía:

Será modificada:

La ecuación que se utilizará es la

siguiente:

Donde:

P=psia

L=ft

T=R

Q=mmft3

d= pulgadas

La ecuación en forma más general:

Factor de eficiencia varía entre 0.7 y 0.92

Para el cálculo de las presiones se procede con el siguiente procedimiento:

1) Se estima un gradiente de presión:

dp/dL=0.0005 psia/ft y se obtiene la presión P1 o P2

2)Se determina una presión promedio

3)A la Pprom. Y Tprom. Se determina el factor Z

4)Se determina el factor f

5)Se calcula la presión P1 con la ecuación:

6)Se compara el valor calculado con el valor asumido y se verifica un valor lo suficientemente cercano

7) El ultimo valor es la presión requerida y en caso de que los valores no sean lo suficientemente cercanos se regresa al paso 2

EJERCICIO

Una línea de tubería entrega 320 MMft3

de gas en un separador. Si la presión

requerida en el separador para los

siguientes procesos es de 600 Psia,

Calcular la presión que se requiere en

inicios de la linea de tuberia.

Datos:

T prom= 45 ºF Ge=0.67 d= 25.375

pul.

L=528000 ft e=0.0006 pul u=0.012cp

En el caso que se requiera determinar el caudal se debe:

1) Estimar el factor f*= 0.01

2)Calcular el caudal con la ecuación:

3)Calcular el número de Reynolds

4)Calcular el factor f Ec. 4,17

5)Comparar f y f* y si no son lo suficientemente cercanos regresar al paso n2.

EJERCICIO 2

Calcular el caudal de entrega de una tuberiacon los siguientes datos:

P1= 4140 kPa P2=2760 Kpa

L= 30000 m d=0.152 m

E=4.572*10^-5 Ge=0.75

Tb=288k Pb=101.4 Kpa

Tprom= 294 k u=1.2*10^-5 Kg/m-seg

Zprom=0.889

NUMERO DE REYNOLDS

Si el diámetro es el desconocido es

necesario evaluar el factor de fricción para

determinar el diámetro.

El problema de las iteraciones ha generado

investigaciones que permiten usar

ecuaciones en las cuales la solución sea

explicita

La ecuación general es:

Para determinar el factor f:

La ecuación usa las unidades de:

q= ft3/dia

T= R

P= psia

L= millas

d= pulgadas

EJERCICIO

Calcular el caudal que entrega una línea de

tubería, usando las ecuaciones

Datos:

T prom= 45 ºF Ge=0.67 d= 25.375

pul.

L=528000 ft=100 millas e=0.0006 pul

P1=847 psia P2= 600 psia

Z= 0.846

Los factores de eficiencia son:

1.061 Weymouth

0.890 Panhandle B (región turbulenta)

0.879 Panhandle A (Región de transicion)

En caso de la existencia de un angulo de

inclinación la ecuación cambiará:

Donde H es la elevación en ft