APLICACIONES DE FLUJO DE GASES EN TUBERIAS.

APLICACIONES DE FLUJO DE GASES EN TUBERIAS.FLUJO ISENTRPICO

TOBERAUna tobera es un dispositivo que convierte la energa trmica y de presin de un fluido (conocida como entalpa) en energa cintica.

CAUDALMETRO

Es un tubo Venturi para la medicin del caudal en tuberas y conductos de ventilacin.TURBINASMitsubishi Heavy Industries (MHI) ofrece un amplio abanico de turbinas de gas. Desde turbinas de 6MW para aplicaciones aeronuticas, hasta turbinas de 330MW para generacin elctrica.

SUPERSNICO

TNEL DE VIENTO

Es una herramienta usada en la aerodinmica para buscar los estudios del efecto del aire al pasar objetos slidos. Consiste en un pasaje tubular con el objeto de la prueba en medio del tnel.

ADIABTICOS

GASODUCTOS

Son ductos que sirven para el transporte de gas natural de una regin a otra.VENTILACIN EN MINERA

Existen dos tipos de ventilacin que pueden ser instalados en las minas, los aspirante o los soplantes.

REFRIGERACIN

En un enfriador tenemos dos circuitos . Uno de agua y otro de gas y ambos coinciden sin tocarse en el tramo en el que el gas se expande enfrindose.PROBLEMAS

El hidrgeno empleado en una planta de sntesis de amonaco ha de entrar en los convertidores a 75 at. Si en el gasmetro disponemos de hidrgeno a 90 at y la lnea de conduccin tiene una longitud de 220 m, determinase el dimetro de tubera a emplear si el flujo de masa ha de ser de 60 Kg/min, en condiciones isotrmicas a 27C. Rugosidad absoluta (m) =4.66x10-5

DATOS:P1 = 90 at P2 = 75 at. T = 27CL = 220 mMH2 = 2 g/mol = 0.0089x10-3 kg/m.sW=60 kg/min =1 kg/s

CALCULANDO EL FLUJO MSICO EN FUNCIN DEL DIMETRO.

G= W/A donde: W= Flujo de masa y A= rea tubera circularW= 1Kg/sA= D^2 / 4

SUSTITUYENGO EN G

G= 4*1 / D^2 G=4/ D^2 CALCULANDO LA PRESIN MEDIAPm= P1+P2 / 2Pm= (90+ 75) at / 2 donde at= Kg/cm2

Pm= 82.5 at * (1atm / 1.033at)

Pm= 79.84 atm

CALCULANDO LA DENSIDAD MEDIADensidad media = Mm * Pm / R T

Donde: Mm= Peso MolecularPm= Presin MediaR= Constante 0.82 atm L / mol KT= Temperatura

SUSTITUYENDO:

Densidad Media = (2 g/mol * 79.84 atm) / (0.082atm L /mol K *300 K) ) =

6.49 g/ L= 6.49 Kg/cm^3

El nitrgeno que se emplea en una planta de sntesis de amoniaco por sntesis se almacena en un gasmetro a 130 at y 14C. Si desde el gasmetro hasta el lugar de utilizacin se lleva isotrmicamente por una tubera lisa de con una rugosidad relativa de 1x10-5 a razn de 2000 kg/h, calclese la prdida de presin a lo largo de 600 m de tubera.

DATOS:Tubera lisa de Rugosidad relativa= 1x10-5D = 0.0208 mA = 0.00034 m2T = 14C = 287 KP1 = 130 atW = 2000 kg/h = 0.556 kg/sL = 600 m = 0.0172x10-3 kg/m.s

Usando frmula del flujo msico tenemos que:

W= pvAdonde: p= densidad; v= velocidad; A= rea y W= Flujo msico,

Hacemos pv= G y despejamos G

G= W/A = (Kg/m^2*s)Sustituyendo datos:G= 0.556 (kg/s) / 0.00034 m^2 = 1635.2Kg/m^2* s

Calculando Presin mediaPm= P1+P2 / 2Sustituyendo tenemos que:

Pm= 130 at + P2 /2 donde at= Kg/cm2 y (1atm / 1.033at)

Pm= (65+ 0.5 P2)atPm= 67.6145 + 0.51665 P2 atm

CALCULANDO LA DENSIDAD MEDIA.Densidad = Mm* Pm / R T

Donde:

Mm= Peso Molecular (g/mol)Pm= Presin Media (atm)R= Constante 0.82 atm L / mol KT= Temperatura (K) Sustituyendo datos:Densidad= 28 (g/mol)* (67.1645+ 0.51665P2)atm / ( 0.082 atm L / mol K) * (287 K)

Densidad= 79.7+ 0.614 P2 ( g/L) = (Kg/ cm3)

CALCULANDO EL NDICE DE REYNOLDS:

Re= pv D / Donde pv= G y = viscosidad dinmica

Sustituyendo:Re= (1635.2kg/m^2*s)(0.0208m) / (0. 0172 x 10-3 Kg/ms) = 1.97x10 ^6Y sabemos que la Rugosidad Relativa = 1x10-5

CALCULANDO (f) EN EL DIAGRAMA DE MOODYf = 0.0105DIFERENCIA DE PRESIONES EN GASES.P1-P2 = f G^2 L / Dm * 2g *D

(130- P2) * 10000 = 0.0105* (1635.2)^2*600 / (79.7+0.614 P2) * (2*9.81) * 0.0208

P2= at= Kg/cm2POR LO TANTO: P1-P2= tarea