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3. Ecua Ecuaci ción ón de de Wey Weymo mout uth h
La ecuación de Weymouth es usada para presiones altas, altos flujos de gas, y diámetros grandes en el sistema. La siguiente formula calculadirectamente el flujo de gas a través de la tubería. Para eliminar el proceso iterativo en la solución de la ecuación fundamental para el flujo de gas a través de una tubería, Weymouth propuso ue el factor de fricción fuera solo función del diámetro de la tubería. 3.1. Unidades del sistema ingles ingles (USCS)
!actor de friccion
"audal
#onde$
%& 'asa de flujo a condiciones normales, Pcdn (&(ficiencia de la tubería, un valor decimal inferior a ) !& !actor de friccion, adimensonal Pb& Presion base, Lpca 'b& 'emperatura 'emperatura base, *+ P)&Presion d entrada al sistema, Lpca P&Presion de salida del sistema, Lpca Página 1
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-&-ravedad especifica del gas /ire&)0 'prom&'emperatura promedio, *+ L&Longitud de la tubería, millas 1 prom& !actor de compresibilidad del gas, adimensional #& #iametro interno de la tubería, Pulgadas 2&3iscocidad del gas, lb4ft5s "h& "orreccion por diferencia de nivel, Lpca h)& (levacion de entrada a la tubería, ft h& elevación de salida a la tubería, ft
3.2. Unidades del sistema internacional (SI)
!actor de friccion
"audal
#onde$
%& 'asa de flujo a condiciones normales, mcdn (&(ficiencia de la tubería, un valor decimal inferior a ) !& !actor de friccion, adimensonal Página 2
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Pb& Presion base, 6pa 'b& 'emperatura base, *6 P)&Presion d entrada al sistema, 6pa /bsoluta P&Presion de salida del sistema, 6pa /bsoluta -&-ravedad especifica del gas /ire&)0 'prom&'emperatura promedio, *6 L&Longitud de la tubería, 6m 1 prom& !actor de compresibilidad del gas, adimensional #& #iametro interno de la tubería, mm 2&3iscocidad del gas, Poise "h& "orreccion por diferencia de nivel, 6pa h)& (levacion de entrada a la tubería, m h& elevación de salida a la tubería, m
(sta ecuación está basada en la consideración de ue el flujo de gas está en la región completamente turbulenta. (sta ecuación es aplicable cuando se utili7a diámetros mayores de plgs y menores de )8 plgs 9:#:)890. 3.3. Unidades del sistema internacional (SI)
#iámetro
Presión de salida aguas abajo0
Página 3
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Presion de entrada /guas arriba0
(ficiencia de la tubería
4. Ecuación de lu!o de "anhandle
(sta ecuación de flujo se ha considerado una de las fórmulas ue mayor uso ha tenido en la industria del gas natural, sobre todo en el dise;o de tuberías de transporte de gas. La ecuación de flujo de Panhandle se emplea para el dise;o de tuberías de alta presión y gran diámetro, en donde la tasa de flujo puede tener una alta variabilidad. 4.1. Unidades del sistema ingles (USCS)
!actor de friccion
Página 4
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"audal
#onde$
%& 'asa de flujo a condiciones normales, Pcdn (&(ficiencia de la tubería, un valor decimal inferior a ) !& !actor de friccion, adimensonal Pb& Presion base, Lpca 'b& 'emperatura base, *+ P)&Presion d entrada al sistema, Lpca P&Presion de salida del sistema, Lpca -&-ravedad especifica del gas /ire&)0 'prom&'emperatura promedio, *+ L&Longitud de la tubería, millas 1 prom& !actor de compresibilidad del gas, adimensional #& #iametro interno de la tubería, Pulgadas 2&3iscocidad del gas, lb4ft5s "h& "orreccion por diferencia de nivel, Lpca h)& (levacion de entrada a la tubería, ft h& elevación de salida a la tubería, ft
4.2. Unidades del sistema internacional (SI) Página 5
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!actor de friccion
"audal
#onde$
%& 'asa de flujo a condiciones normales, mcdn (&(ficiencia de la tubería, un valor decimal inferior a ) !& !actor de friccion, adimensonal Pb& Presion base, 6pa 'b& 'emperatura base, *6 P)&Presion d entrada al sistema, 6pa /bsoluta P&Presion de salida del sistema, 6pa /bsoluta -&-ravedad especifica del gas /ire&)0 'prom&'emperatura promedio, *6 L&Longitud de la tubería, 6m 1 prom& !actor de compresibilidad del gas, adimensional #& #iametro interno de la tubería, mm 2&3iscocidad del gas, Poise "h& "orreccion por diferencia de nivel, 6pa h)& (levacion de entrada a la tubería, m h& elevación de salida a la tubería, m
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4.3. Unidades del sistema internacional (SI)
#iámetro
Presión de salida /guas abajo0
Presión de entrada /guas arriba0
(ficiencia de la tubería Página 7
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4.4. #ango de $alores de eiciencia %&'# E ( E )
C*ICI*ES E '& +U,E#I&
).<
"ompletamente nueva
<.=8
(n buenas condiciones
<.=
(n condición promedio
<.>8
(n condiciones no favorables
4.-. #ecomendaciones ara el uso de estas ecuaciones/ La ecuación de general de flujo es recomendada para la mayoría de usos. ?se la ecuación de Weymouth solamente para peue;os diámetros
: )890,
longitudes cortas y +e altos. ?se la ecuación de Panhale solamente para diámetros @ )89 0 y longitudes grandes,
y +e moderados. 'enga cuidado con el uso de factor de eficiencia en tuberías usadas. 4.0.E!emlo ?sando los siguientes datos, calcular la capacidad de flujo del gasoducto usando la ecuación de Weymouth y la ecuación de Panhandle /.
P1=847 psia P2=600 psia -=0.67 #prom=505$% &prom=0.846
d=25.75 p! "=100 millas #b=502$% Pb=14.7psia E=1
Aolución$
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2
2
2
2
P 1 − P 2 847 −600 = =8.366 Tpro ∗Zpro∗ L 505∗0.846∗100 T b P b
=
520 14.7
=35.374
Weymounth 1
Q = 433.5 ¿( 35.374 ) ∗8.366 ∗(
0.5
1
0.5
0.67
) ∗25.375
2.667
3
=30161000 ft / dia
Panhandle 1.0788
Q= 433.5 ¿( 35.374 )
∗8.366
0.5394
∗(
0.4604
1 0.67
)
∗25.375
Página 9
2.618
3
=364247375 ft / dia
