TRANSPORTE DE FLUIDOS

TRANSPORTE DE FLUIDOS

PROBLEMAS TF1

POSGRADO DE GAS

SEGUNDO SEMESTRE 2013 (02/07/2013)

Primer Problema.- Se dispone de la siguiente informacin: Aceite combustible cuya gravedad especifica es de 0.868 a 60 oF, fluye a 120 oF en una tubera de acero de 2 pulgs. Std 40, a una tasa de flujo de 180 gpm. Se desea conocer:

a.- La tasa msica en lbs/hora.

b.- El gradiente de presin.

c.- Si la tubera esta inclinada 25o con respecto a la horizontal. Cual seria su gradiente de presin?.

Segundo Problema- Se tiene conocimiento que una tasa msica de 175000 lbs/hora de agua a 180 oF fluye en una tubera de acero de 4 pulgs. Std 40. Razn por la cual se desea conocer: Cul seria la cada de presin por cada 100 pies?.

Tercer Problema.- Segn informacin suministrada por el ingeniero XYZ, un aceite lubricante SAE 10, a una temperatura de 130 oF fluye en una tubera de 3 pulgs. Std 40, a una velocidad de 5,85 pies/seg. Se desea conocer:

a.- La cada de presin en los primeros 100 pies, y en los ltimos 100 pies.

b.- Si los primeros 50 pies tienen un ngulo de 15o con respecto a la horizontal y los ltimos 50 pies un ngulo de -15 o. con respecto a la horizontal Cual ser la cada de presin en los 200 pies de tubera?.

Cuarto Problema.- A partir de la ecuacin general de flujo para una tubera inclinada un ngulo con respecto a la horizontal:

a.- Deducir la ecuacin de gradiente de presin para lquidos en Pascal/metro; si se conoce la densidad en Kg/m3; la velocidad en mts/seg.; el dimetro en centmetros.

b.- Deducir la ecuacin para el nmero de Reynolds usando este sistema de unidades.

Quinto Problema.- Agua fluye en una tubera de 14 pulgs. Std 40 a una temperatura de 70 oF (tubera enterrada), generando una cada de presin de 0.068 lpc por cada 100 pies. Se desea conocer segn la informacin suministrada cual seria el mximo caudal que fluira por el ducto y cual su velocidad?

Sexto Problema.- Se necesita entregar 550 gpm. de un crudo de 28 oAPI, a una estacin de OLEOLUZ. La temperatura promedia de flujo es de 110 oF. y se espera que el gradiente de presin sea de 0,314 lpc/pie. Cual ser el dimetro de tubera a utilizar?.

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PROBLEMAS TF2

POSGRADO DE GAS

SEGUNDO SEMESTRE 2013 (02/07/2013)

Primer Problema.- Una vlvula de compuerta de acero, de 60*4 pulgs. Clase 600, tiene la entrada y la salida cnicas con disminucin gradual de dimetro desde los extremos a los anillos del cuerpo. Si a travs de esta vlvula fluyen 950 gpm. de agua a una temperatura de 95 oF originando una cada de presin de 2.88 lpc Determinar el ngulo en los extremos de la vlvula, el coeficiente de descarga K cualquiera sea las condiciones de flujo, las longitudes equivalentes L/d y L para flujo completamente turbulento

Segundo Problema.- Para una vlvula de retencin (check) de obturador ascendente, del tipo de globo con gua en el obturador de 3 pulgs., de dimetro, acoplada a una tubera horizontal de 4 pulgs. Std 40, circula pentano a 100 oF a razn de 195 gpm. Se necesita conocer si esta vlvula sirve o no, en el caso de ser positiva la respuesta. Cual seria la perdida de presin a travs de ella. La vlvula debe dimensionarse de modo que el obturador este totalmente abierto para el caudal especificado.

Tercer Problema.- Un depsito descarga 220 gpm. de agua a 100 oF a la atmsfera, a travs de 205 pies de tubera de 3 pulgs. Std 40; de 5 codos roscados estndar de 90, de 3 pulgs.; de una vlvula de bola con bridas de 3 pulgs. con paso reducido de 2 3/8 pulgs. de dimetro, extremos de entrada y salida con conocidad de 20 y 30 respectivamente. La entrada en canto vivo coincide con el interior del depsito. Determinar la velocidad de circulacin por la tubera y la altura media del agua en el tanque.

Cuarto Problema.- Si en lugar de agua, gasolina natural a 100 oF es la que circula por el sistema descrito en el problema anterior, y considerando la misma altura media diferencial obtenida anteriormente. Se desea conocer la velocidad del fluido en la tubera y el caudal en gpm.

Quinto Problema.- Un aceite lubricante S.A.E. 70 a 90 oF circula a razn de 610 barriles por hora a travs de 175 pies de tubera de 8 pulgs. Std 40, en la que existe instalada una vlvula de 8 pulgs. de asiento convencional con paso total. Determine la presin debida al flujo en la tubera y en vlvula.

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PROBLEMAS TF3

POSGRADO DE GAS

SEGUNDO SEMESTRE 2013 (02/07/2013)

Primer Problema.- A travs de 575 pies de tubera de acero de 6 pulgs., de dimetro y espesor de 0.406 pulgs., con una vlvula de compuerta estndar, se descarga desde un depsito a la atmsfera a una temperatura de 100 oF, un petrleo de 25 oAPI y con un factor de caracterizacin de Watson igual a 11.5. Se conoce que la tubera se introduce en el depsito para la toma de petrleo a 14 pies por debajo del nivel de crudo. Se desea conocer el dimetro del orificio que debe instalarse en la tubera para descargar 12500 Bls/dia de crudo.

Segundo Problema.- En el sistema de tuberas mostrado en la Figura 1, circula propano a 100 oF Si la bomba entrega el fluido a una presin de 100 lpcm., se desea conocer; Cul seria la tasa mnima de propano que debe circular en este sistema y a que presin se entregara el fluido?

Se tiene adems cuatro codos estndar de 90o, de 3 pulgs.

Tercer Problema.- En una tubera de acero de 14 pulgs., Sch. 30, circula petrleo crudo de 36 oAPI a 100 oF, a razn de 2500 barriles por hora. Las primeras 50 millas la tubera es horizontal y las restantes 5 millas se eleva para descargar el petrleo a una altura de 1000 metros sobre la entrega de la bomba. Considerando el rendimiento de la bomba en un 70 % determinar la potencia necesaria de la bomba.

Cuarto Problema.- Mediante el sistema de tuberas mostrado en la Figura 2, se desean circular como mnimo 1000 gpm. de agua a 100 oF, por lo que se hace necesario conocer; Cul seria la altura promedia del agua dentro del recipiente?.

Quinto Problema.- A travs de una tubera de hierro fundido de 24 pulgs., de dimetro circula 24800 gpm., de agua a una temperatura de 95 oF Se desea conocer que parte transversal de la tubera es ocupada por el agua durante el flujo, si la cada de presin estimada para 100 pies de tubera es de 2.75 lpcm.

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PROBLEMAS TF4

POSGRADO DE GAS

SEGUNDO SEMESTRE 2013 (02/07/2013)

Primer Problema.- Deducir a partir de la ecuacin general de flujo, la ecuacin del gradiente de presin total para flujo de liquido (fluido incompresible) en tuberas de seccin constante, considerando comportamiento isotrmico. Las unidades de las variables presentes en la ecuacin deben ser:

Presin ( lpc Tasa de liquido (Q) ( bls/da

Dimetro ( pulgs. Densidad del lquido ( lb/pie3Longitud ( pies. Angulo de inclinacin ( grados

Factor de friccin de Moody ( Adim. .

Segundo Problema.- Se desea que 12500 bls/da de petrleo medidos a condiciones normales (estndar) de 14.7 lpca y 90 oF, sean entregados a la estacin de recoleccin XYZ, situada a 45 millas del campo. El petrleo es entregado por la bomba a Pe = 240 lpcm, y es transmitido a travs de una tubera de suficiente tamao, de tal manera que el petrleo llegue a la estacin a una presin no menor que 40 lpcm. Si la gravedad del crudo es de 32 oAPI y la temperatura de flujo = 95 oF. Cul seria el tamao mnimo de la tubera requerido para realizar el trabajo?.

Tercer Problema.- Un oleoducto consta de tres tuberas en serie (Figura 1), la primera de 1,2 millas de dimetro de 8 pulgs. Std 40, con una inclinacin de 10o con respecto a la horizontal, la segunda de 8500 pies de una tubera de 10 pulgs. Std 40 y la tercera de 0,75 millas de una tubera de 12 pulgs. Std 40, con una inclinacin de -7o con respecto a la horizontal. Si la presin disponible a la entrada es de 700 lpcm y la entrega a 80 lpcm, considerando un crudo de 28 oAPI y Tf = 90 oF Cul es la tasa mxima a fluir en dicho oleoducto?.

Cuarto Problema.- Un sistema de tuberas esta compuesto de dos secciones, AB y BC (Figura 2). La primera seccin consiste de dos lneas en paralelo y la segunda de tres lneas en paralelo, los dimetros y las longitudes correspondientes se muestran en la Figura. Si 12000 bls/da medidos a 14,7 lpca y la temperatura de 85 oF, son transmitidos a travs del sistema, y la presin en C es mantenida en 50 lpcm. Adems si gravedad del crudo es de 30 oAPI y la temperatura promedio de flujo es de 95 oF. Determinar:

a.- La presin requerida en A.

b.- La presin requerida en B.

c.- Cuanto liquido fluye por el tramo BC superior

d.- Que porcentaje de flujo de liquido fluye en el tramo AB inferior

Quinto Problema.- La Figura 3, ilustra una situacin en la cual petrleo fluira de la Estacin I a la Estacin II. Bombas en cada estacin son operadas con 75 lpcm de presin a la entrada y 500 lpcm de presin de descarga. En los primeros 3500 pies la diferencia de elevacin es de 80 pies, luego la tubera es horizontal. La temperatura promedia en la lnea durante el flujo es de 100 oF, la gravedad del crudo es de 35 oAPI. La tubera usada es de 6 pulgs. (di = 5.875 pulgs.). La cantidad de crudo transportado es 14575 bls/da a condiciones de 14,7 lpca y 95 oF. A cuantos pies debe estar ubicada la Estacin II con respecto a la Estacin I?.

Sexto Problema.- Se tiene el siguiente sistema de tuberas. Ver Figura 4, se conoce:

TramosDi Std 40

(pulgs.)Longitud

(pies)

AC83857

BC41050

CD84100

DF51520

DE82670

El crudo que entra en A ( gravedad de 30 oAPI

El crudo que entra en B ( gravedad de 25 oAPI

PA = 300 lpc

QA = 15000 bls/da

QB = 4000 bls/da

Temperatura promedia de flujo 100 oF.

Determinar:

a.- Presin con que se debe alimentar el crudo en B.

b.- Si en F se entregan 6500 bls/da, Cul es la Presin en E?.

c.- Si la presin requerida que llegue el crudo en E sea como mnimo 100 lpc. Cuales serian las presiones requeridas en A y en B?.

c.- Si se dejan de inyectar los 4000 bls/da, desde B, considerando la misma presin en F y E, obtenidas en el punto anterior. Cul seria la mxima cantidad de crudo a inyectar en A?.

5

Figura 2 Sistema de Tuberias

35

25

Figura 1 Sistema de tuberas

350

120

15

60

25

( Vlvula de retencin de 2.5 pulgs. Con obsturador ascendente y guas laterales, instalada con reduccin en una tubera de 3 pulgs.

( Vlvula de compuerta estndar de 3 pulgs.

Un codo de 3

Una Valvula de Compuerta estandar

Tuberas de 3.5 y 2.5 Estndar 40

A

B

FIGURA 1

A

B

C

FIGURA 2

Estacin I

500 lpcm

75 lpcm

FIGURA 3

Estacin II

A

B

C

D

F

E

FIGURA 4