Respuestas creadas en el foro
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Hola Frank
Quisiera ayudarte, lo puedo hacer por Bernoulli o por simulaciĆ³n de Hysys pero faltan datos para hacer los cĆ”lculos:
DiĆ”metro y material de las caƱerĆas de entrada y salidas, fluido que circula, temperatura (opcional).
Es un tanque o una caƱerĆa unidad a un manifold? Donde te da presiĆ³n negativa?
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Hola.
Permitime tratar de responder sobre cavitaciĆ³n y golpe de ariete.
CavitaciĆ³n:
Para explicarlo defino la presiĆ³n de vapor: presiĆ³n a la cual el vapor y el lĆquido estĆ”n en equilibrio, si la presiĆ³n del sistema disminuye por debajo de la presiĆ³n de vapor aparecen burbujas.
Ahora bien cuando se cierra parcialmente una vĆ”lvula se disminuye el Ć”rea y aumenta la velocidad esto dado por la ecuaciĆ³n Caudal= Ć”rea x velocidad siendo el caudal el mismo en ambos lados de la restricciĆ³n debe aumentar la velocidad.
Por Ćŗltimo de acuerdo al principio de Bernoulli:
EnergĆa de presiĆ³n + EnergĆa cinĆ©tica + EnergĆa Potencial = constante
Si en un lado aumenta la velocidad (energĆa cinĆ©tica) al disminuir el Ć”rea, debe disminuir la presiĆ³n, considerando que en ambos lados la altura es la misma. Por lo tanto si esa disminuciĆ³n de presiĆ³n es inferior a la presiĆ³n de vapor del fluido se formaran burbujas, estas burbujas luego fluyen a una zona de mayor presiĆ³n e implotan con gran energĆa y producen las cavidades en el metal.
Golpe de ariete:
Se produce cuando el flujo se detiene repentinamente, el lĆquido en movimiento genera una sobrepresiĆ³n en el lugar donde se cerrĆ³ la vĆ”lvula y una depresiĆ³n en el otro extremo. Debido a esta diferencia de presiĆ³n el fluido se vuelve en sentido contrario al inicial. En ese momento la sobrepresiĆ³n se produce en el otro extremo y el sentido de flujo vuelve a cambiar. En cada cambio va perdiendo energĆa hasta que se estabiliza.
El proceso de cavitaciĆ³n en este caso puede darse o no dependiendo si la presiĆ³n disminuye por debajo de la presiĆ³n de vapor.
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Estimados.
Gracias por tomarse el tiempo de contestar.
Les paso datos del proyecto.
Proyecto: ConstrucciĆ³n de oleoducto para conectar pozos de petrĆ³leo que iban a tanques elevados y se sacaban por medio de camiones.
ĀæDe quĆ© diĆ”metro es la caƱerĆa?
ĀæDe quĆ© material?
Material caƱerĆa: ERFV en 3″ para troncal colector general y en 2″ para caƱerĆa de cada pozo hasta troncal. Es caƱerĆa soterrada a 1,5 m a excepciĆ³n de los punto de conexiĆ³n que son aĆ©reos y de acero.
Les paso sĆ³lo los pozos que se han conectado: Pozo 1 longitud: 205 m hasta punto de conexiĆ³n, pozo 2 longitud 605 m hasta punto de conexiĆ³n (ambos en 2″ y en color rojo) troncal general de 3″ longitud 3689m.
ĀæCĆ³mo obtenĆ©is la densidad del fluido?
Las propiedades del lĆquido se realizaron en laboratorio tanto al crudo deshidratado como al agua, luego en base al % de agua de cada pozo estimĆ© las propiedades del fluido por pozo y de la mezcla.
En el cĆ”lculo de Bernoulli no tomĆ© en cuenta fluido bifĆ”sico, en hysys carguĆ© la composiciĆ³n del crudo y sĆ³lo ajustĆ© el % de agua para cada pozo y el programa determinĆ³ las propiedades siendo similares a las que habĆa estimado. La cantidad de gas asociado (hidrocarburos de bajo peso molecular) no tengo posibilidad de medirlos.
AjustĆ© el perfil tĆ©rmico en hysys, que me variaba con la realidad, ajustando la conductividad del terreno y quedĆ³ bastante cercano a la temperatura real. Luego del ajuste no hubo gran variaciĆ³n de densidad o viscosidad de la mezcla.
ĀæCĆ³mo medisteis la caĆda de presiĆ³n en la lĆnea?
Por medio de manĆ³metros en las bocas de pozo, puntos de conexiĆ³n y llegada de ducto.
Respecto a las otras preguntas:
ĀæSe ha podido producir un crecimiento del diĆ”metro interior por deposiciones?
La caƱerĆa es nueva (30 dĆas) y desde el dĆa 1 me diĆ³ mayor presiĆ³n que la calculada.
ĀæQuĆ© velocidad de flujo arrojaban los cĆ”lculos iniciales?
La velocidad de cada pozo rondaba los 0,2 m/s y la del troncal 1,1 m/s. Aclaro que el proyecto contempla que pase por esa caƱerĆa mayor caudal que el actual.
Te consulto por quĆ© una velocidad lenta afectarĆan tanto los cĆ”lculos iniciales?
ĀæQuĆ© presiĆ³n tenemos en cabecera?
En boca de pozo 20kg/cm2, en punto de conexiĆ³n de ambos pozos 18 kg/cm2 y en la llegada 10 kg/cm2.
ĀæNo hay vĆ”lvulas de aire en los puntos altos de la instalaciĆ³n?
No tiene.
Los iso te los debo (estamos haciendo conforme a obra actualmente) pero la longitud equivalente de codos, vƔlvulas y demƔs accesorios no es significativa respecto a la longitud del ducto.
Adjunto captura de google earth para que entiendan un poco mƔs el proyecto
Cualquier otra cosa que necesiten quedo a diposiciĆ³n.
Gracias.
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Frank,
Viendo el esquema que mandaste,
Lo datos son: caudal de 2000 m3/h
diam. caƱerĆa 16″
longitud: 12,35 m
material: acero
rugosidad. 0,00004572 m
elevaciĆ³n: -12,35 m
presiĆ³n inicial: desconocida
presiĆ³n final: a calcular
Pasos de cƔlculo
1- cƔlculo de la velocidad
caudal (m3/s)= velocidad (m/s) x Ɣrea (m2) (despejo velocidad)
velocidad= 4,2 m/s
2- cĆ”lculo de NĀŗ Reynolds
Re= 1.741.422
3- cĆ”lculo del factor de fricciĆ³n de Darcy
Uso la ecuaciĆ³n de Coolebrook
f= 0.011
4- cĆ”lculo pĆ©rdida de carga por fricciĆ³n
hf= 0,30 m
4- cĆ”lculo de presiĆ³n en el fondo del tanque
presiĆ³n = pĆ©rdida por fricciĆ³n + presiĆ³n inicial – elevaciĆ³n
como presiĆ³n inicial se ha considerado un valor de cero
presiĆ³n en fondo de tanque = 11,7 m = 1,13 atm
Al dar el cĆ”lculo 1,13 atm en fondo de tanque, si has considerado una presiĆ³n en fondo de tanque de 1 atm es lĆ³gico, matemĆ”ticamente, encontrar presiones negativas en el codo superior. FĆsicamente es ilĆ³gico tener presiĆ³n negativa o cercanas a cero como se ha hecho en el cĆ”lculo.
La simulaciĆ³n por HYSYS da 1,16 atm
Espero haber sido claro y cualquier duda me avisas.
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Hola Mario.
En el caso de tanques de almacenamiento de crudo se recomienda el uso de placas anti-vĆ³rtice para evitar el arrastre de gases hacia la bomba o de lĆquido no deseado. Esto Ćŗltimo se da, por ejemplo, cuando se purga agua y no queremos que por el vĆ³rtice se vaya hidrocarburo.
Este accesorio se menciona en el libro Ken Arnold Surface Production Operation para separadores trifƔsicos y bifƔsicos basados en la experiencia de la industria.
Te dejo una imagen que puede ser Ćŗtil para el diseƱo.
