Una tubería de gas, NPS 18 con 0.375 in. Espesor pared, transporta gas natural (específico gravedad 0,6) a un caudal de 160 MMSCFD a una temperatura de entrada de 60°F Suponiendo flujo isotérmico, calcular la velocidad en la entrada y salida de gas de la tubería si la entrada es de 1200 psig y el presión de salida es de 700 psig. Presión La presión base y temperatura base son 14.7 psia y 60°F, respectivamente. Suponga que el factor de compresibilidad 0.95. ¿Cuál es la longitud de la tubería de estas presiones, si se descuidan elevaciones?

Datos:DN=18 Espesor de pared = 0,375 InD = 18-2(0,375) = 17,25 InRata de flujo= 160MMSCFDTemperatura entrada = 60°F ó 520 RPresión entrada = 1200psig + 14,7psia = 1214,7 psiaPresión de salida = 700 psig + 14,7 psia = 714,7 psiaPresión base = 14,7 psiaTemperatura base = 60°F ó 520 RZ = 0,95Tenemos flujo isotérmico (temperaturas iguales) y asumimos el Z constante.

Trabajaremos las unidades en el Sistema Ingles.

Parte A

u1=0,002122(Qb

D 2 )(Pb

Tb)(Z1T 1

P1 )u1=0,002122(160×106

17,252 )( 14,7520 )( 0,95×5201214,7 )

u1=13,12fts

(Velocidad en la entrada)

u2=0,002122(Qb

D 2 )(Pb

Tb)(Z2T2P2 )

u1=0,002122(160×106

17,252 )( 14,7520 )( 0,95×520714,7 )

u1=22,29fts

(Velocidad en la salida)

Parte B

Se decidió calcular la longitud de la tubería mediante la ecuación de Weymouth.

Q=435 E(T b

Pb)( P1

2−eS P22

GT f Le Z )0,5

D2,667

AsumimosE ( eficiencia )=1 , y eS=1despreciando cambiosde altura .

160×106=435 (1)( 52014,7 )¿¿

Despejando L y solucionando la ecuación se obtiene:

L=118,21millas

1. Para un tubería fluye 3,5 Mm3 / día de gas de gravedad especifica 0,6 y viscosidad de 0.000119 Poise, calcular el factor de fricción y el factor de transmisión, asumiendo DN 400, 10 In de espesor de pared, y la rugosidad interna de 0,015mm. La temperatura base y la presión de la base son de 15 ° C y 101 kPa, respectivamente. Si el caudal se incrementa en 50%, cual es impacto en la fricción factor y el factor de transmisión? Si la longitud de la tubería es de 48 km, cual es la presión de salida, para una presión de entrada de 9000 kPa?

Datos:Q=3, 5x106 m3 / díaG=0,6µ= 0,000119 PoiseDN = 400Espesor de pared = 10mmD= 400-2(10) = 380mme= 0,015mme/D =3,947x10-5

Temperatura base = 15°C ó 288KPresión base = 101Kpa.

Trabajaremos el desarrollo del ejercicio con las unidades en el sistema internacional.

Parte AUtilizando la ecuación general.

ℜ=0,5134 (Pb

Tb)(GQ

µD )

ℜ=0,5134 ( 101288 )¿ℜ=8 ´ 361293,86

Calculamos el factor de fricción.

1

√ f=−2 log( e

D3,7

+2,825ℜ√ f )

1√ f

=−2 log( 3,947×10−5

3,7+ 2,8258361293,86√ f )

Solucionando la ecuación encontramos el valor de f.

f=0,0106

Y el Factor de trasmisión

F= 2

√ f

F= 2

√0,0106

F=19,426

Parte BSi el caudal se incrementa en un 50%El nuevo caudal sería igual:Q= 5,25x106 m3/día

Reemplazando para hallar Reynolds

ℜ=0,5134 ( 101288 )¿ℜ=12541940,79

Hallando Factor de fricción y factor de trasmisión.

1

√ f=−2 log( e

D3,7

+2,825ℜ√ f )

1√ f

=−2 log( 3,947×10−5

3,7+ 2,82512541940,79√ f )

f=0,01045

F= 2

√ f

F= 2

√0,01045F=19,564

Con un aumento del caudal el factor de fricción se reduce mientras que el factor de trasmisión aumenta.

Parte C

Para una tubería de 48 km de longitud y Presión de entrada 9000 Kpa, calcular la presión de salida.

En este ejercicio hay que suponer una presión y calcular presión promedio para luego hallar un Z y finalmente reemplazar valores en la formula expuesta a continuación para hallar la presión de salida.Cuando esta presión supuesta sea muy cercana a la presión hallada con los pasos descritos anteriormente nuestra iteración habrá terminado.

Asumiremos una Presión 2 de 8398 kpa Hallamos la presión promedio.

Pavg=23 ( P1

3−P23

P12−P2

2 )Pavg=8702,47Kpaó1266,59 psia

Calculamos Z

Z= 11+¿¿

Tener en cuenta que para la ecuacion anterior la presión promedio debe estar en psig y la temperatura debe estar en Rankin.Pavg=1266,59 psia−14,7 psia

Pavg=¿1251,89 psia

T=519 R

Reemplazando valores y efectuando:

Z=0,827

Luego con la Ecuación general calculamos P2.

Q=5,747×10−4 (F)(T b

Pb)( P1

2−P22

GT f LZ )0,5

D2,5

3,5×106=5,747×10−4(19,426)( 288101 )( 90002−P22

(0.6)(288)(48)(0,827))0,5

3802,5

P2=8398,54 Kpa

Lo cual es una valor muy cercano al P2 supuesto inicialmente (8398 Kpa).