Diseño De Ductos

Diseño de Ductos

1. Introducción.-

El presente trabajo de investigación contempla la programación de un software en el lenguaje de programación Borlan C++. Está diseñado para la realización de los cálculos concernientes al diseño de ductos en base a diferentes tipos de ecuaciones; Panhandle A, Panhandle B, Weymouth, y Colebrook. Realiza la selección apropiada del método adecuado para eldiseño de ductos tomando en cuenta criterios específicos de cada método y los datos ingresados al principio del diseño.

2. Objetivos

2.1. Objetivo General.-

• Realizar la Programación de un software en base a diferentes tipos de ecuaciones para la realización inmediata de los cálculos del diseño de ductos.

2.2. Objetivos Específicos
• Estudiar las ecuaciones de; Panhandle A,Panhandle B, Weymouth, y Colebrookpara la elaboración de la programación del software.
• Elaborar el diagrama de flujo, así como la codificación en el lenguaje de programación C++ del software para la realización inmediata de diseño de ductos.
• Efectuar la prueba del software para diferentes datos de entrada para analizar los resultados obtenidos.

3. Marco Teórico

3.1. Ecuación General deFlujo.- La ecuación general de flujo, además llamada ecuación fundamental de flujo, para estados de flujo Isotérmico en tuberías de gas, es la ecuación básica para relacionar la caída de presión con la rata de flujo. La forma más común de esta ecuación en el sistema Ingles de Unidades, esta dad en términos de diámetro, Propiedades del gas, presiones temperaturas y ratas de flujo como sigue:

Donde:• Q= Rata de Flujo, Medido a condiciones estándar, ft^3/d (SCFD)
• f= Factor de Fricción, Adimencional
• Pb= Presión Base, Psia
• Tb= Temperatura base, R
• P1= Presión upstream, Psia
• P2= Presión Downstream, Psia
• G= Gravedad especifica del gas (Aire=1)
• Tf= Temperatura Promedio de flujo de gas, R
• L= Longitud del segmento de tubería, mi
• Z= Factor de compresibilidad del gas a latemperatura de la rata de flujo, Adimensional
• D= Diámetro interno de la tubería, in

Debe notarse que para el segmento de tubería de la sección 1 a la sección 2, la temperatura del gas Tf es asumida como constante (Flujo Isotermico).


La ecuación anterior relaciona la capacidad de flujo de la tubería de longitud L, basada en una presión de entrada P1 y una presión de salida P2 como semuestra en la figura. Se asume que no hay cambios en la elevación entre los puntos de entrada y salida, por lo que la tubería es horizontal.
A veces la ecuación de flujo es representada en términos del factor de transmisión F en vez del factor f. Para las consideraciones, establecidas la ecuación es:

Donde el factor de transmisión y el factor de fricción están relacionados por:

3.2.Ecuaciones complementarias.- Antes de discutir varios aspectos de la ecuación general de flujo es necesario establecer varios aspectos complementarios.

3.2.1. Efecto de la elevación en la tubería.-
Cuando la diferencia de elevación entre la entrada y la salida de la tubería se incluye, la ecuación general puede ser modificada como sigue:

La longitud equivalente, Le y el termino es toma encuenta la diferencia de elevación entre la entrada y la salida. El parámetro s depende de la gravedad específica del gas, el factor de compresibilidad, la temperatura de flujo y la diferencia de elevación. Se define como:

Dónde:
• S = Parámetro de ajuste de la elevación, Adimensional
• H1 = Elevación en la entrada, ft
• H2 = Elevación a la salida, ft
• e = Base de logaritmos naturales (2,718…)

3.2.2. Presión promedio en el segmento de tubería.-
El factor Z es utilizado en la ecuación general de flujo. Este debe ser calculado a la temperatura del flujo de gas y la presión promedio en el segmento de tubería. Del mismo modo, es importante primero calcular la presión promedio en el segmento de tubería descrito anteriormente.
Considere el segmento de tubería con la presión de...