mecanica de fluidos

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

Facultad de Ciencias Químicas

Ingeniería Química

Mecánica de fluidos

Dr. José Ángel Loredo Medrano

Segunda parte 2° parcial

Bombas

Integrantes:
Gabriela Gpe. Vega Prieto
1425285
Lizeth Scarlett Amaya Meza
1409212
Johana Vega Rodríguez
1420505




Descripción del sistema
El sistema empieza desde un tanque que contiene ciertofluido abierto a una presión de 586 mm Hg, el cual recorre 15 m con cierto flujo volumétrico dentro de una tubería de 3.068 in de diámetro interno que pasa por una bomba de desplazamiento positivo y sale de esta para llegar al punto C con el mismo flujo que traía el fluido al inicio del proceso pero con diferente presión; en el punto C dicho flujo se distribuye en dos tuberías una superior de2.067 in de diámetro interno y la inferior de 1.049 in de DI, estas dos tuberías presentan un intercambiador cada una , por lo cual cada tubería presenta una temperatura diferente, la superior se encuentra a 40°C y la inferior a 50°C, otro aspecto que influye es un ∆P extra en el balance de energía debido a los intercambiadores de calor, al llegar al punto E los flujos de cada tubería se unen yla suma de estos será el mismo flujo que entró en el punto C, pero a diferente presión, cumpliéndose así el balance de materia entrada=salida. El flujo se mantiene constante hasta el punto F, lo único que vuelve a cambiar es la presión, además de que en este punto se vuelve a dividir en dos tuberías, una que llega al punto D a una presión de 2 kg/cm2 y un flujo de 2 L/s y otra que termina en elpunto H.

Objetivo
Con todos los conocimientos adquiridos del tema de bombas y sistemas complejos de tuberías, nosotros como estudiantes de Ingeniería química debemos estar capacitados para poder resolver el problema de encontrar un flujo total en un sistema de tuberías que lleve a un flujo final de 2.5 L/s en la rama D del sistema, así mismo tomar decisiones acerca de qué tipo de bombas usarconsiderando a que temperaturas, presiones y flujos pueden operar y si son compatibles para nuestro sistema.

Metodología
1.-Balance de energía en la tubería D-F.
Se supone una serie de flujos en el punto D, incluyendo el flujo de 2.5 l/s. Para el balance en esta rama la incógnita que se tiene es la presión en el punto F, esta es calculada usando la opción buscar objetivo, teniendo como celdaobjetivo el balance de energía con valor 0 cambiando la celda Presión en el punto F.
2.- Balance de energía en la tubería F-H
Teniendo la presión F obtenida anteriormente, se procede a calcular el flujo en el punto H, esto se hace con la opción buscar objetivo, cuya celda objetivo será de nuevo el balance de energía con un valor de 0 cambiando la celda de Q en el punto H.

3.- Balance deenergía E-F
Teniendo los flujos en las ramas D y H, se realiza una suma de estos para encontrar el flujo total que será el flujo dentro de la rama E-F. La incógnita en este balance es la presión en el punto E, para encontrar dicha presión se procede a usar la opción buscar objetivo tomando como celda objetivo la del balance de energía con valor de 0 para cambiar la celda que contiene la presión enel punto E.
4.- Balance de energía E-C
En este punto el flujo de nuevo se divide en dos (tubería inferior y tubería superior) para posteriormente volverse a unir, por lo que se sabe que la presión en el punto C será igual para ambos flujos independientemente del flujo que corra por cada rama tras haberse dividido. El problema se resuelve colocando dosceldas de Q una para el inferior y otra para el superior, estas serán las celdas que la herramienta solver tendrá que cambiar, esto se lograra poniendo como celda objetivo el balance de materia que dice que la suma de los flujos superior e inferior menos el flujo total será 0. Antes de resolver con la herramienta solver se calculan Velocidades, A, ff, Re, área para cada tubería, ya con esto,...