AFT FATHOM SOFTWARE PARA SOFTWARE PARA EL MODELAMIENT MODELAMIENTO OY ANÁLISIS DE REDES Y SISTEMAS DE 26 de octubre de 2011
¿POR QUE? • El software fue adquirido desde febrero de 2010 con el fin
de ser usado en el proyecto NOSS de Cerromatoso, específica icamen mente en Cooling Water System (CWS). •
hoja de calculo de perdidas de carga en tuberías, así como los valores de presión para la selección de las bombas del sistema, donde se obtuvieron diferencias no mayores a 2-3%.
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• Finalmente, una de las mayores ventajas obtenidas se
presentan en el balanceo del sistema, ya que permite de manera grafica conocer las condiciones de presión en cada nodo de interés, y de esta manera saber si se tiene la presión necesaria en cada punto para lograr la distribución de flujo deseada .
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CONTENIDO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
CARACTERISTICAS COMPONENTES QUE MODELA SECTORES DE APLICACIÓN QUIENES LO USAN M TODO DE SOLUCION QUE SE PUEDE Y QUE NO SOBRE EL MANEJO DEL PROGRAMA REFERENCIAS
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1. CARACTERISTICAS • Proporciona un análisis completo en sistemas de tuberías
con flujo incompresible combinado con facilidad de uso. • Va más allá del análisis tradicional de flujo de la tubería,
, transferencia de calor en la tubería, el modelado de intercambiadores de calor y diversas propiedades de los fluidos. • Calcula pérdidas de carga, distribución de flujos y
balances de energía en redes de tuberías. VOLVER A CONTENIDO
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1. CARACTERISTICAS • Se pueden modelar circuitos abiertos y cerrados, a
presión y/o por gravedad. • Puede modelar fluidos con propiedades variables o
.
.
• Incluye
una biblioteca de materiales de tuberías, accesorios y fluidos, además de variables configurables como lo son las bombas y válvulas de control.
• Los resultados se pueden presentar en forma de tablas o
visualmente con los valores obtenidos de los parámetros. VOLVER A CONTENIDO
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2. COMPONENTES QUE MODELA • Ramificaciones sin limitación de número de nodos. • Se pueden definir condiciones de contorno por presión o
caudal conocidos. • Bombas:
- Con velocidad variable. - La curva característica puede obtenerse por interpolación polinómica o lineal. - Realiza correcciones por viscosidad. - Puede definir bombas en paralelo o en serie. VOLVER A CONTENIDO
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2. COMPONENTES QUE MODELA • Modela gran variedad de válvulas: válvulas de control,
válvulas de seguridad, válvulas de compuerta, de guillotina, tres vías, entre otras. • Componentes y accesorios cuyas curvas características
, orificios, entre otros. • Intercambiadores
de calor, pérdidas de carga y transferencia de calor.
• Permite VOLVER A CONTENIDO
evaluar las pérdidas energéticas por transferencia de calor. Puede definirse el aislamiento de 8 las tuberías.
3. SECTORES Y APLICACIONES AFT Fathom puede ser aplicado en casi cualquier industria que se pueda imaginar, como: •Generación de energía • •Petróleo y distribución de productos refinados •Automotriz •Aeroespacial •Refrigeración •Semiconductores y la microelectrónica VOLVER A CONTENIDO
•Procesamiento de celulosa y •Extinción de incendios •Distribución de agua municipal •Tratamiento de aguas residuales •Sistemas de apoyo a la minería
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4. EMPRESAS QUE LO USAN Alcoa Arco Exploration Bayer Corp. Beca Carter Hollings and Farmer BHP Billiton BOC Edwards Boeing Company Citgo Petroleum Corp. Colt Engineering Duke Energy Eastman Chemical Company Extincteurs Haas Exxon Mobil Oil Corp. Flowserve Corp. Fluor Corporation GAZ Transport General Motors GlaxoSmithKline
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Hatch Associates Ltd. Hyundai Engineering Hyundai Oilbank IB Gromgach & Cie SA IBM Jacobs Engineering Group Lockheed Martin Corp. Los Alamos National Laboratory NASA Ames Research Center NASDA National Industrial Gases Company National Steel & Shipbuilding Co. Nevada Power Company Newport News Shipbuilding Nuclear Fuel Industries,Ltd. PDVSA Ingenieria y Proyectos
Fuente: http://www.aft.com/about-us/customer-profiles
Praxair Sargent & Lundy Shell Global Solutions (US) Inc. Siemens AG Southern Peru Copper Corporation Stone & Webster Engineering Swagelok Company Syncrude Canada, Ltd Texas A&M University Thai Petrochemical Turbine Air Systems United Space Alliance US Army Corps of Engineers Washington Group InternatIonal Westinghouse Savannah River WorleyParsons Energy & Chemical Group Xerox Corp.
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5. MÉTODO DE SOLUCIÓN • El algoritmo de solución, esta diseñado para lograr el
balance de flujo, presión y energía, esta ultima si se usa la característica de transferencia de calor, en una red de tubería. • El programa hace uso de técnicas estándar de solución de
matrices (Jeppson 1976). El método conocido como “HEcuation”, donde H, la cabeza piezométrica, se resuelve para cada nodo forzando la continuidad de flujo a cada tubo conectado. Simultáneamente la perdida de presión es actualizada basada en la información del balance de flujo. VOLVER A CONTENIDO
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5. MÉTODO DE SOLUCIÓN • Finalmente se utiliza la técnica de Newton-Raphson para
refinar cada solución sucesiva al resolver las tres ecuaciones: • • Ecuación del momento (Bernoulli). • Ecuación de la energía.
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.
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6. QUE SE PUEDE Y QUE NO SE PUEDE
NO SE PUEDE
Modelar sistemas de gases, siempre que estos sean sistemas de gases incompresibles1.
Calcular golpe de ariete.
Puede modelar fluidos con ro iedades variables o constantes. Fluidos newtonianos y no newtonianos. Modelar sistemas de rociadores contra incendios.
. Modelar flujos que reaccionan químicamente.
Modelar ductos, el software permite ingresar el diámetro hidráulico.
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1. Walters, T. W., "Gas-Flow Calculations: Don´t choke", Chemical Engeeniering, Chemical Week Associates, Jan 2000, pp 70-76
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FACIL USO
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MULTIPLES ESCENARIOS Permite crear, comparar y analizar diferentes escenarios o configuraciones de un mismo sistema, manteniendo toda la información en un mismo archivo
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BASES DE DATOS
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BOMBAS
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RESULTADOS
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RESULTADOS VISUALES
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CURVAS
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7. REFERENCIAS UTILIZADAS 1.
ANSI/HI Standard 12.1-12.6-2005, Rotodynamic (Centrifugal) Slurry Pumps, 2005, published by Hydraulic Institute, 9 Sylvan Way, Parsippany, New Jersey, USA
2.
ASME Press, ASME International Steam Tables for Industrial Use (CRTD-Vol. 58), published by the American Society of Mechanical Engineers, Three Park Avenue, New York, NY 10016
3.
Crane Co., Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe, Technical Paper No. 410, Crane Co., Joliet, IL, 1988.
4.
Darb R. Chemical En ineerin Fluid Mechanics 2nd edition Marcel Dekker New York NY 2001.
5.
Fox, R. W., and A.T. McDonald, Introduction to Fluid Mechanics, 3rd edition, Wiley & Sons, New York, NY, 1985.
6.
Idelchik, I. E., Handbook of Hydraulic Resistance, 3rd edition, CRC Press, Boca Raton, FL, 1994.
7.
Incropera, F.P. and D.P. DeWitt, Fundamentals of Heat Transfer, John Wiley & Sons, New York, NY 1981
8.
Ingersoll-Dresser Pumps, Cameron Hydraulic Data, Liberty Corner, NJ, 1995.
9.
Ito, H., "Friction factors for pipe flow," Journal of Basic Engineering, Vol. 81, pp. 123-126, 1959.
10. Jeppson, R. W., Analysis of Flow in Pipe Networks, Ann Arbor Science Publishers, Ann Arbor, MI, 1976.
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7. REFERENCIAS UTILIZADAS 11. Lyons, J. L., Lyons' Valve Designers' Handbook, Van Nostrand Reinhold, New York, NY, 1982. 12. Miller, D. S., Internal Flow Systems, 2nd edition, Gulf Publishing Company, Houston, TX, 1990. 13. NFPA 13, Installation of Sprinkler Systems, 1999 Edition, page 13-139. 14. Pipe Line Rules of Thumb Handbook, Gulf Publishing, Houston, TX. .
, Atlanta, GA, 1988.
,
,
- ,
16. Walker, C. I., The effect of settling slurries on pump performance, undated, Warman International. 17. Walters, T.W., "Gas-Flow Calculations: Don't Choke", Chemical Engineering, Chemical Week Associates, Jan. 2000, pp. 70-76. 18. White, F. M., Fluid Mechanics, McGraw Hill, New York, NY, 1979. 19. Wilson, K.C., G.R. Addie, A. Sellgren and R. Clift, Slurry Transport Using Centrifugal Pumps, 3rd Ed., published by Springer, 2006. 20. Wilson, K.C., “Effect of Solids Concentration on Deposit Velocity”, Journal of Pipelines, 5, 1986, pp. 251-257. 21. Zipparro, V. J., and H, Hasen, editors, Davis’ Handbook of Applied Hydraulics, Fourth Edition, McGraw-Hill. New 22 York, NY, 1993.
