UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES SEM II / 2012

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA PETROLERA

TRABAJO DE INVESTIGACION

SISTEMA DE TUBERIAS EN SERIE

INTEGRANTES: Flores Espinoza José Antonio

Mancilla Calle Néstor Mauricio

CARRERA: Ingeniería Petrolera

DOCENTE: Ing. Marcos Chambi Y.

FECHA: 10 de octubre de 2012

1. OBJETIVOS

Identificar sistemas de tuberías en serie de clase I, clase II y clase III. Determinar si un sistema es clase I, clase II o clase III Calcular la perdida de energía total, las diferencias de elevación, diferencias de

presión de los sistemas clase I. Determinar en el sistema clase II la velocidad o la velocidad del flujo de volumen

a través del sistema con diferencias de presión y cabezas de elevación conocidas.

Determinar en los sistemas de clase III el tamaño de tubería que se requiere para transportar un flujo de fluidos determinado.

2. INTRODUCCION

Un sistema de tuberías en serie está formado por un conjunto de tuberías conectadas una a continuación de la otra y que llevan el fluido de un punto a otro punto por un solo camino.

En este caso se cumplen las leyes siguientes:

Los caudales son los mismos para cada uno de los tramos de tubería:

Las pérdidas de carga de cada una de las secciones se suman:

Donde y son las pérdidas primarias y secundarias en cada una de las tuberías del sistema.

Se entiende por perdida de carga primaria, a la perdida de carga producida en la tubería. Se entiende por perdida de carga secundaria, a la perdida de carga producida en algún accesorio (cuplas, niples, codos, llaves o válvulas, "T", ampliaciones (gradual o brusca), reducciones (gradual o brusca), uniones, etc.) que interrumpe la tubería.

Se pueden resolver diversos tipos de problemas, los más comunes son el cálculo del caudal en un sistema de tuberías dado, el cálculo del tamaño requerido de tubería para manejar un caudal dado y el cálculo de la potencia necesaria de una bomba o altura piezométrica requerida para manejar un caudal dado en una tubería dada. Estos tres tipos de problemas se representan en la tabla siguiente:

Categoría Datos Incógnita1 Q, D, e, v hL2 D, hL, e, v Q3 Q, hL, e, v D

Los problemas de categoría 1 son directos y se aplican en el cálculo de la potencia de una bomba, los problemas de categoría 2 y 3 en cambio requieren de un proceso iterativo cuando se utiliza el diagrama de Moody.

3. FUNDAMENTO TEORICO

El presente trabajo comprende los diferentes tipos de sistemas de línea de tubería en serie. Donde se trata del flujo de fluidos en tuberías y tubos, la velocidad de flujo de fluidos, la ecuación de Bernoulli y la ecuación general de la energía, el numero de Reynolds, para determinar el tipo de fluido en un sistema dado, la forma de calcular las pérdidas de energía debido a la fricción, cambios de velocidad o dirección del fluido.

Para tal caso se menciona los métodos o sistemas y sus clasificaciones:

Clase I: se determinaran las perdidas o adiciones de energía.Clase II: se determinara la velocidad del flujo de volumen.

Clase III: se determinara el diámetro de la tubería.

a. CLASE I

Nuestra forma de analizar los sistemas de Clase I es idéntica a la que se utilizo a través de los capítulos anteriores, excepto que normalmente existirán muchos tipos de pérdidas de energía y cada perdida de energía debe evaluarse e incluirse en la ecuación de la energía. La pérdida total de energía hL es la suma de las perdidas individuales primarias y secundarias. El siguiente problema de ejemplo programado ilustrara la solución de un problema de Clase I.

Aplicando la ecuación de la energía entre los puntos 1 y 2:

Con esto se calcula cada uno de estos valores de pérdida de energía.

Luego se prosigue de manera conocida para resolver la ecuación (11-1), para conocer ha, y seguidamente calcular la potencia suministrada a la bomba Pa.

Con esto concluimos el ejemplo programado.

b. CLASE II

Aplicando los valores conocidos y necesarios de los que se compone hL según sea el ejemplo.

Una vez que el valor previo de f es igual al valor calculado termina la iteración. Con este valor se calcula el valor correcto de la velocidad, y luego el caudal requerido.

Con esto concluimos el ejemplo programado.

Método computacional de los sistemas de Clase II

c. CLASE III

d. DISEÑO DE TUBERIAS PARA LA INTEGRIDAD ESTRUCTURAL

Deben diseñarse los sistemas de tubería y sus apoyos para que tengan resistencia e integridad estructural, además de cumplir con los requerimientos de flujo, caída de presión y potencia de bombeo. Deben tomarse en cuenta las tensiones creadas, por los motivos siguientes:

Presión interna. Fuerzas estáticas debido al peso de la tubería y el fluido. Fuerzas dinámicas creadas por los fluidos en movimiento dentro de la tubería. Cargas externas como actividades sísmicas, cambios de temperatura, viento,

etc.

4. CONCLUSIONES

La línea de tubería en serie es un método de llevar a cavo el diseño. En el sistema clase I es la serie de las perdidas individuales primarias y

secundarias. En el sistema clase II depende de la velocidad, como del factor fricción. En el sistema clase III, presenta problemas de diseño y los requerimientos del

sistema se especifican en términos de una caída depresión, pérdida de energía, velocidad del flujo y tamaño de tubería.

5. BIBLIOGRAFIA

Mecanica de fluidos – Robert Mott

http://operaciones1.files.wordpress.com/2009/05/cap-11-robert-l-mott.pdfhttp://es.scribd.com/doc/96371348/Clasificacion-de-Sistemas-Tuberia-en-Lineashttp://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/Documentos/MF7_Flujo_en_sistemas_de_tuberias.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tuberias_en_Serie