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Alimentacion mediante Tuberias
Buenas noches profesor @luis-ramos
Quisiera saber si la alimentacion para ingreso de fluido a un tanque de aproximadamente 11 metros de diametro y 12 metros de altura, puede realizarse de la manera que se esquematiza en la imagen adjunta. En este caso el fluido viene aguas arriba desde un nivel de cota superior, por lo cual alimentacion al tanque por la parte superior, sin embargo se tiene una caida de casi 11 metros de fluido para que luego este sea expulsado por 4 boquillas mediante un manifold. ¿Habran problemas de vacio en esta configuracion (cerca al codo de 90°), ademas sera posible realizar una caida de mas de 11 metros de altura de fluido. Consideremos el fluido como agua
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8 Respuestas
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13297
Tutor
Piping
¡Hola @frankastulle !
A simple vista es difícil determinar si habrá problemas o no. Tendrías que hacer un análisis de velocidades y presiones como vemos en la lección 1 (con pipeflow u otro) para comprobar que las velocidades a la salida no provocarán turbulencias y que la presión es suficiente.
También habría que determinar los puntos de soporte necesario para que el colector quede correctamente anclado y no se produzcan sobretensiones en la pared del tanque.
Yo comenzaría con esas tareas para ir sacando conclusiones y determinar la mejor opción.
Saludos!
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1600
Graduado
Intermedio
Buenas noches profesor, realice la prueba en el software AFT Fathom, con el siguiente esquema:
1.-Entrada a una altura de 12.35m con un caudal de 2000m3/h (se desconoce la presion)
2.-Se tiene una caida de 12.35m mediante una tuberia vertical (como se indico en la imagen enviada de la alimentacion del tanque)
3.- Al final se tienen 4 salidas a un nivel 0 metros, con una salida a presion atmosferica, mediante un manifold.
Se realizo el siguiente esquema y al parecer los resultados no logran converger debido a que se tiene una entrada con 4 salidas, sin embargo hize una prueba con tan solo una entrada y una salida, simulando un flujo de 2000m3/h y una caida de 12.35m con una salida a la presion atmosferica y se tienen presiones negativas en el ingreso del fluido. ¿A mi parecer esto es de esperarse por la caida de 12.35m, sin embargo esto es posible o correcto?
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13297
Tutor
Piping
Hola @frankastulle !
Me temo que esto va más allá de las consultas en Formación Industrial. Nosotros manejamos Pipeflow en las formaciones, que es con lo que estamos especializados los profesores. Podemos responder modelos y asesorías externas pero de estos software.
Desconozco cual sería el algoritmo de resolución de Fathom o como poder llegar a converger esa solución. 😅
Saludos,
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1600
Graduado
Intermedio
Buenas tardes profesor, sin embargo el segundo modelo tiene logica? (El que tan solo llega a tener una entrada y una salida, con una caida de 12 metros). Inclusive esto se podria comprobar por Bernoullli de forma manual y se tienen presiones negativas, ¿esto es posible?
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2723
Alumno
Master
Hola Frank
Quisiera ayudarte, lo puedo hacer por Bernoulli o por simulación de Hysys pero faltan datos para hacer los cálculos:
Diámetro y material de las cañerías de entrada y salidas, fluido que circula, temperatura (opcional).
Es un tanque o una cañería unidad a un manifold? Donde te da presión negativa?
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1600
Graduado
Intermedio
Hola Roberto, Luis @Rober @luis-ramos
Muchas gracias por el apoyo, te comento esto corresponde a la alimentacion de un tanque atmosferico de agua, se alimenta por la parte superior y se deja caer la tuberia hasta antes de 1 metro del fondo del tanque. Adjunto esquema
El diametro de tuberias es Ø16″ STD A53-B
Fluido: Agua a 25ºC
Saludos
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2723
Alumno
Master
Frank,
Viendo el esquema que mandaste,
Lo datos son: caudal de 2000 m3/h
diam. cañería 16″
longitud: 12,35 m
material: acero
rugosidad. 0,00004572 m
elevación: -12,35 m
presión inicial: desconocida
presión final: a calcular
Pasos de cálculo
1- cálculo de la velocidad
caudal (m3/s)= velocidad (m/s) x área (m2) (despejo velocidad)
velocidad= 4,2 m/s
2- cálculo de Nº Reynolds
Re= 1.741.422
3- cálculo del factor de fricción de Darcy
Uso la ecuación de Coolebrook
f= 0.011
4- cálculo pérdida de carga por fricción
hf= 0,30 m
4- cálculo de presión en el fondo del tanque
presión = pérdida por fricción + presión inicial – elevación
como presión inicial se ha considerado un valor de cero
presión en fondo de tanque = 11,7 m = 1,13 atm
Al dar el cálculo 1,13 atm en fondo de tanque, si has considerado una presión en fondo de tanque de 1 atm es lógico, matemáticamente, encontrar presiones negativas en el codo superior. Físicamente es ilógico tener presión negativa o cercanas a cero como se ha hecho en el cálculo.
La simulación por HYSYS da 1,16 atm
Espero haber sido claro y cualquier duda me avisas.
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1600
Graduado
Intermedio
Hola Roberto,
Entiendo que por presion inicial te refieres a la presion en el codo, y has considerado este valor como cero.
¿Porque consideras este valor como cero, si es la variable a despejar? Luego entiendo que debido a la caida de altura se gana presion, por lo cual a la salida de la tuberia tienes un valor de 1.13 atm (una mayor presion). Entiendo que todos esos valores son presiones manometricas.
Como mencionas yo considero una presion de 1 atm (como presion absoluta) a la salida de la tuberia, debido a que esta salida estara expuesta hacia el aire atmosferico (cuando el tanque este completamente vacio).
¿Estoy haciendo mal considerando que la presion a la salida de la tuberia sea 1 atm, aun cuando esta tuberia estara expuesta hacia el aire atmosferico en su salida?
Si fueras tan amable de compartir tu modelo en HYSYS
Saludos
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