Flujo de fluidos en tuberias

FLUJO DE FLUIDOS EN TUBERIAS

4.2.6. DIAGRAMAS DE TUBERÍAS.
Un diagrama de tubería es una representación gráfica de equipos, tuberías y accesorios que conforman una sección de una planta. Representa la realización técnica de un proceso con la ayuda de símbolos gráficos para los equipos y tuberías, junto con los símbolos que representan las funciones de medición y control de procesos4.2.6.1.- Diseño de tuberías
La lista siguiente muestra los pasos que deben completarse en el diseño mecánico de cualquier sistema de tuberías:

a. Establecimiento de las condiciones de diseño incluyendo presión, temperaturas y otras condiciones, tales como la velocidad del viento, movimientos sísmicos, choques de fluido, gradientes térmicos y número de ciclos de varias cargas.

b. Determinacióndel diámetro de la tubería, el cual depende fundamentalmente de las condiciones del proceso, es decir, del caudal, la velocidad y la presión del fluido.

c. Selección de los materiales de la tubería con base en corrosión, fragilización y resistencia, así como también de los accesorios e instrumentos. Como materiales comunes en tuberías están: hierro y acero -en sus diferentes composiciones,tratamientos y recubrimientos-, cemento -más o menos armado y reforzado-, fibra de vidrio - con las demás fibras y resinas asociadas-, cobre y plásticos varios: PVC y otros compuestos.

Figura1. Tuberías de Acero

d. Selección de las válvulas y accesorios.
Constituyen una de las partes básicas en una planta de procesos, estaciones de flujo, líneas de flujo, Etc. sirven para controlar el flujo en unfluido, pueden ser de cierre o bloqueo, de estrangulación (modulación del flujo), o para impedir el flujo inverso.

El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar, se clasifican en:
- Válvulas de bloqueo. Son dispositivos cuya misión es la de bloquear cuando sea necesario, el flujo de fluidos de alimentación o escape en tuberías o equipos de procesos.
- Válvulas deestrangulamiento. Estas válvulas permiten regular el paso de un fluido en función de los requerimientos del proceso. Las más comunes son: De globo. De aguja. En Y. De ángulo. De mariposa.
- Válvulas de retención ( check ): Son aquellas que no permiten el flujo inverso, actúan de manera automática entre los cambios de presión para evitar que se invierta el flujo. La presión del fluido circulante abrela válvula; el peso del mecanismo de retención y cualquier inversión en el flujo la cierran. Existen diferentes tipos, y su selección depende de la temperatura, caída de presión que producen y la limpieza del fluido. Están disponibles en los siguientes tipos: Bisagra. Disco inclinable Elevación (disco, pistón o bola ). De pie.
- Válvulas de control o desahogo de presión. Se utilizan cuandose requiere el desahogo o descarga de la presión cuando esta exceda la que se puede controlar. Dependiendo del servicio que realizan se les denomina: De desahogo. De seguridad. De seguridad convencional. De desahogo equilibrado. De purga.

Accesorios. Los acoplamientos o accesorios para conexión se clasifican en:
- De derivación: Dentro de los accesorios derivación tenemos: Tés., Cruces, Codoscon salida lateral, Etc.
- Reducción. Los conectores de reducción o ampliación son aquellos que cambian la superficie de paso de fluido. En esta clase están las reducciones y manguitos.
- Ampliación y derivación. Los accesorios de desvío, curvas, codos, curvas en U etc., son los que cambian la dirección de flujo

Figura 2.- Elementos accesorios de tuberías

e. Cálculo del espesor mínimo depared (Schedule) para las temperaturas y presiones de diseño, de manera que la tubería sea capaz de soportar los esfuerzos tangenciales producidos por la presión del fluido.

f. Establecimiento de una configuración aceptable de soportes para el sistema de tuberías.

g. Análisis de esfuerzos por flexibilidad para verificar que los esfuerzos producidos en la tubería por los distintos tipos de...