Transporte de solidos en tuberias

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AIHR AIIH
XXII CONGRESO LATINOAMERICANO DE HIDRÁULICA
CIUDAD GUAYANA, VENEZUELA, OCTUBRE 2006

METODOLOGÍA DE DISEÑO OPTIMIZADA ECONÓMICAMENTE PARA EL HIDROTRANSPORTE DE SÓLIDOS POR TUBERIAS

Hernán Javier Gómez Zambrano I.C. M.Sc.

No afiliado, Colombia, yaco_ing@yahoo.com.mx

RESUMEN:

En este artículo se presenta una nueva metodología optimizadaeconómicamente para el diseño del transporte hidráulico de sólidos por tuberías a presión. Se analizan las diferentes ecuaciones para el cálculo de la velocidad crítica de depósito y las ecuaciones para el cálculo de las pérdidas de energía de una mezcla agua-sólidos, representada en el gradiente hidráulico en una tubería a presión; con la respectiva comparación con datos experimentalesreportados por varios investigadores. Para proponer la metodología optimizada se selecciona las ecuaciones que proporcionen menor error en la predicción, comparado con los datos experimentales. Para el análisis económico se establece una expresión exponencial del costo en función del diámetro de los tubos, junto con una expresión para evaluar el costo de la energía en función de la potenciarequerida para el transporte. Se logra nuevas ecuaciones para el cálculo del diámetro y concentraciones óptimas, que permite hacer análisis del sistema de transporte a costo mínimo.

ABSTRACT:

In this article the author presents a new methodology optimized economically for the design of the hydraulic transport of solid for pipelines to pressure. The different equations are analyzed for thecalculation of the deposit critical velocity and the equations for the calculation of the losses of energy of a mixture, water-solid, represented in the hydraulic gradient across a pipeline to pressure; with the respective comparison with experimental information reported by several researchers. To propose the optimized methodology the author selected the equations that provide minor mistake inthe prediction, compared with the experimental information. For the economic analysis an exponential expression of the cost is established depending on the diameter of the pipes, together with an expression to evaluate the cost of the energy depending on the power needed for the transport. New equations are achieved for the calculation of the optimal diameter and concentrations, which allows to doanalysis of the system of transport to minimal cost.

PALABRAS CLAVES: hidrotransporte, flujo de mezclas, velocidad crítica de depósito

INTRODUCCIÓN

El Hidrotransporte de Sólidos por Tuberías, (HST), consiste en el transporte de partículas sólidas discretas, inmersas en un fluido en movimiento. El THS adquiere su verdadera magnitud si es utilizado como medio de transporte masivo desólidos a largo plazo y en grandes longitudes. Por este medio es posible transportar mezclas de fluidos, (generalmente agua), y sólidos tales como sedimentos naturales, arcillas, carbón, minerales, productos agrícolas, madera, plásticos, etc., Graf (1971). Este método de transporte de partículas sólidas es particularmente propio de la industria de la minería donde los materiales a transportarestán localizados en lugares inaccesibles, necesitándose ser llevados a plantas de generación de energía, (como es el caso de carbón mineral), o a plantas de procesamiento en el caso de otros minerales, Duckworth (1978).

Las ventajas económicas del hidrotransporte sobre otros medios de transporte, como vías carreteables y férreas, ha sido reconocida por varios investigadores y aceptadoindustrialmente, Swammeé (1995). Aparte de las ventajas económicas, este medio reduce la polución y congestión causado por el transporte vial; en términos generales las ventajas ambientales son importantes. Por lo tanto el hidrotransporte por tuberías es una alternativa viable a tener en cuenta.

En el presente trabajo se realiza una exhaustiva revisión y análisis del estado del arte, sobre...
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