Flujo Transicional

Flujo transicional. - también llamado flujo critico, existe cuando el caudal se incrementa después de estar en flujo laminar hasta que las laminas comienzan a ondularse y romperse en forma brusca y difusa. Se determina cuando el numero de Re tiene valores entre 2000 y 4000. Fig. 1.16.

Flujo turbulento.- existe a velocidades mayores que la critica, cuando hay un movimiento irregular eindeterminado de las partículas del fluido en direcciones transversales a la dirección principal de flujo. Es determinado cuando el numero de Re tiene valores mayores a 4000. Fig. 1.17.

Numero de Reynolds.

Relaciona la fuerza de inercia y fuerza de viscosidad. Para calcular el numero de Re tenemos la siguiente ecuación:
Donde:
Re = numero de Reynolds.
 = densidad ( lb/ pie3 )
D = diámetro ID,ft.
V = velocidad de flujo ( pie / seg ).
 = viscosidad ( lb / ft-seg).
Para gases se utiliza:
Donde:
SG = gravedad especifica del gas a condiciones standard ( aire = 1)
d = diámetro interior de tubería, in ( pulgadas)
 = viscosidad delgas, cp
Qg = flujo de gas, en MMSCF ( millones de pies cúbicos standard).

1.12 ECUACION GENERAL PARA EL BALANCE DE ENERGIA MECANICA.

El teorema de Bernoulli es una forma de expresión de la aplicación de la ley de la conservación de la energía al flujo de fluidos en tuberías.
La Fig. 1.18 ilustra el balance de energía para dos puntos de un fluido según Bernoulli.


Donde :
Z =elevación de la cabeza, ft
P = presión , psi
  densidad, lb/ft3
v = velocidad, pie ( ft)/seg.
g = constante gravitacional
HL= perdida de presión de cabeza por fricción, psi.

Para calcular HL utilizamos la ecuación de Darcy:

Donde:
f = factor de proporcionalidad ( factor de fricción ).
L = longitud de tubería en pies.
D = diámetro de tubería.

Si conocemos en los dos puntos 1 y 2 Z,P, D respectivamente se puede calcular fácilmente la velocidad de flujo.
Para diseño de facilidades en ocasiones se asume que Z1 – Z2 es cero por lo que la ecuación de Bernoulli ( Ec. 1.15 ) nos queda:
ó;

donde:
d = diámetro interior de la tubería ( ID), in.
Para determinar f utilizamos el gráfico 4. Desarrollada por Moody.
Para flujos turbulentos necesitamos el factor de rugosidad ( / d).
En la tabla 1.2 encontramos valores de rugosidad para distintos tipos de tuberías:

TABLA 1.2

RUGOSIDAD DE TUBERIA
TIPO DE TUBERIA
( Limpia y nueva ) RUGOSIDAD ( ft ) RUGOSIDAD ( in )
Concreto ( unlined concreto ) 0.0001- 0.01 0.012 - 0.12
Castirón – uncoated. 0.00085 0.01
Galvanized iron 0.0005 0.006
Carbon stell 0.00015 0.0018
Fiberglass 0.00002515 0.0003
Draw tubing0.000005 0.00006

Contenido de líquidos.

El contenido de líquidos en la corriente de entrada al compresor usualmente es dañino, y debe ser retirado antes de entrar al compresor, colocando un depurador a la entrada de cada etapa del compresor.

Contenido de sólidos.

Las partículas de sólidos de gran tamaño en la corriente del gas causan daños en todos los compresores y las partículaspequeñas tales como desechos de soldadura, productos de corrosión, arena, etc. Pueden dañar las válvulas y desgastar las partes de los compresores reciprocantes, no así en los compresores centrífugos y rotativos a menos que las cantidades sean excesivas.

Componentes corrosivos del gas.

Componentes tales como el sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono, agua y otros componentes ácidos puedencausar corrosión en los equipos.
Componentes peligrosos en el gas

La presencia de aire en el gas constituye un peligro latente en los cilindros de compresión ya que forma una combinación explosiva.

Presión de entrada.

Debe ser especificada para el valor más bajo para el cual el compresor va a operar. Es la presión inmediatamente aguas arriba de la brida de entrada al compresor.

Presión...