redes tuberias segun fluidflow 2005

8/7/2019 Redes Tuberias Segun FLUIDFLOW 2005

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Flujo de fluidos en

sistemas detuberas.

ESTA ES UNA TRADUCCION DEL QUICK START

del Flite Software NI Ltd.

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Pantalla de aplicacin.La pantalla de aplicacin de trabajo consiste de dos ventanas.La ventana del diagrama de flujo donde una localizacinesquemtica de la red de tuberas se desarrolla o construye, yla ventana de la base de datos donde la introduccin de estosse realiza, se muestran los resultados y las notas deprecaucin.

Se pueden tener tantas hojas de datos como se desee; desdeel punto de vista de hoja de datos, la aplicacin se comporta

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similar a una interface de documentos mltiple de Word`s,esto es se puede ocultar, colocar encascada y seleccionar unahoja de datos del men de Windows, o por un clic en la barrade captura de ventanas. Si realiza un doble clic en la barra de

captura, la hoja de datos llena la pantalla del rea de trabajoasequible.El tamao de la base de datos puede ajustarse arrastrando ellado izquierdo del borde de la ventana; la base de datos estasincronizada al diagrama de flujo, de manera tal, que si se daun clic sobre el elemento en el diagrama de flujo, la hoja dedatos se reactualiza para reflejar las selecciones actuales; el

proceso tambin trabaja en reversa, por ejemplo, si se hace unclic en un elemento con precaucin en la base de datos, osobre un articulo en la lista, las actualizaciones seleccionadasen el diagrama de flujo se reflejan al instante.

En la parte alta de la pantalla de trabajo hay tres hileras deoperadores: 1) un conjunto de mens que caen al toque:; 2)una barra de herramientas; 3) una bandeja de componentes.

La bandeja de componentes consiste de una serie de opcionesde etiquetas; dentro de cada etiqueta estn los iconos deequipos o elementos que se usan para construir un red defluidos.Una barra de herramientas de diagrama de flujo esta colocadaa lo largo del lado izquierdo de la pantalla, las opciones ahdeterminan como se accede y utiliza la ventana del diagrama

de flujo.

Diseo de un sistema de agua de enfriamiento.

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Esta seccin esta basada en un ejemplo simple que ilustraraalguno de los conceptos bsicos que se pueden usar en flujo defluidos; El ejemplo involucra el diseo de un sistema dedistribucin de agua de enfriamiento para tres

intercambiadores de calor.En el captulo de la parte 2 se ampliar para proveer un diseocompleto.Los tpicos cubiertos en la parte 1 son:

El diagrama de flujo y los modelos bsicos deconstruccin.

Como introducir datos.

Como interpretar los resultados. Como hacer cambios en el modelo, para que se puedan

obtener un diseo mejor.Estipulacin del problema:

Se desea proveer un flujo de agua de enfriamiento balanceadodesde una torre de enfriamiento a tres intercambiadores detubo y coraza HE1, HE2 y HE3. El tamao de losintercambiadores ya ha sido determinado por losrequerimientos de proceso y esta sumarizado en la tablasiguiente:

Clave Carga decaloren W

Longitud detubosen m

Dimetrode tubo

en m

Numerode

tubosHE1 200 000 3 0.012 130HE2 250 000 3 0.012 165HE3 170 000 3 0.012 110

El agua de enfriamiento fluye a travs de los tubos y a latemperatura mxima de entrada de verano la cual es de 25C.El incremento de temperatura de diseo del agua deenfriamiento es de 10C; la elevacin del intercambiador arriba

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del centro de lnea de la bomba es de 3 m, y losintercambiadores estn separados aproximadamente a 7 m;cada intercambiador tiene 2 pasos por los tubos.Nosotros necesitamos disear/especificar los siguientes datos:

1.Tamao de tubera a usar.2. El mtodo que se usar para balancear el flujo a travs de

cada intercambiador.3.Bomba a ser usada ( diferido a la parte 2 ).4.Necesitamos considerar que sucede a la temperatura del

agua de enfriamiento de salida del HE2 si la perdida decalor se incrementa en 33% ( diferido a la parte 2 ).

El ejemplo completo puede ser hallado en la carpeta deejemplos Distribucin de agua de enfriamiento parte 1.Construyendo el modelo en la ventana del diagrama de flujo:Antes de comenzar la construccin del modelo, debeconsiderar un momento, la aproximacin de diseo queintentar usar. Si usted tiene instalados los mdulos descripting y autoseleccin ciertamente usara una diferente

aproximacin a la que se realiza en este ejemplo.Sin estos mdulos necesitara tomar mas aproximaciones deensayo-error.Para la parte 1 haremos al modelo boundary comenzar en ladescarga de la bomba ( en el ejemplo no comenzaremosincluyendo la bomba en el modelo ) y finaliza en la entrada dela torre de enfriamiento ( en el ejemplo no se incluir la torrede enfriamiento. La mayora de sistemas de agua deenfriamiento tienen un cabezal de suministro de agua deenfriamiento fresca a cada intercambiador individual y secolecciona en un cabezal de retorno, nosotros usaremos lamisma aproximacin.

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Finalmente, antes de comenzar a construir el modelonecesitamos considerar que el flujo de agua de enfriamientopase por cada ramal de intercambiadores. El flujo a cadaintercambiador esta determinado por balance de calor. El calor

transferido al agua de enfriamiento ser:Calor transferido (W) = flujo msico ( kg / s ) x calor especifico( J/kg ) x incremento de temperatura (C )El calor especifico del agua a 30 C es aproximadamente de 4154 J/KG; en consecuencia de la tabla 1 veremos que el flujmsico que necesitamos para HE1 ser de 200 000 /(4154 x10 = 4.81 kg/s. Sumarizado en tabla 2.

Clave intercambiador decalor

Flujo msico en kg/s

HE1 4.81HE2 6.02HE3 4.09

Comenzaremos construyendo el modelo situando 3

intercambiadores de coraza y tubos en el diagrama de flujo;seleccione el intercambiador de tubo y coraza con un clic en laetiqueta de intercambiadores en la charola de componentes yen el icono de tubo y coraza.

Colocar 3 intercambiadores de calor en el diagrama de flujo

como se muestra debajo:

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Tal y como cada uno de los elementos se colocan en eldiagrama de flujo, datos por omisin se asocian con elelemento; los datos por omisin de cada uno de los elementospuede ser visto en la ventana de datos por un clic en laetiqueta de entrada. Frecuentemente necesitamos cambiaralgunos valores en los datos por omisin para alcanzarnuestras necesidades. Por el momento continuaremos

construyendo y regresaremos mas tarde para cambiar cadauno de los elementos individuales si es necesario.La razn por la cual nosotros estamos difiriendo esta tarea, esque existen muchos grupos de accesorios de construccindentro del diagrama de flujo para ayudar la edicin y

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especificacin de datos, los cuales pueden ser usados mastarde.A continuacin sumaremos dos boundaries ( figuras ).

Equipo de entrada:Para el equipo de entrada del agua de enfriamientonecesitamos una figura que pueda representar la descarga debomba ( la bomba no esta modelada en la parte 1 ). Aqusabemos que el total de flujo msico que necesitamos para elsuministro ( Usando los valores de la tabla 2 ) es de 14.92 kg/sy que mas tarde necesitaremos hallar una bomba que pueda

desarrollar este flujo.Si especificamos el flujo de entrada o salida de la red en unafigura, entonces el programa ( Fluidflow )calcular la presinrequerida para obtener el flujo. Esta es la informacincompleta que necesitaremos mas tarde para especificar labomba.Selecciones la figura de flujo conocida por un clic en la etiqueta

de componentes de figuras seleccionando un icono de flujo.

Equipo de salida:

La lnea de retorno eventualmente regresa a la torre deenfriamiento. En este equipo conocemos ( o es una condicinde diseo especifica ) la presin que se debe alcanzar para queel sistema trabaje. La presin de agua necesaria en la salida deequipo es la suma de la elevacin que necesitamos paraelevarla al tope de la torre de enfriamiento + cualquier presinnecesaria requerida para sobrellevar las perdidas en la

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alimentacin del sistema de distribucin en la torre deenfriamiento. La elevacin de la entrada en la torre deenfriamiento arriba del centro de lnea de bomba es 6 m, y elmanufacturero de la torre de enfriamiento requiere de un

mnimo de perdidas de presin de 30 000 Pascals, para que ladistribucin de flujo trabaje efectivamente. Por lo tantoseleccionaremos un elemento de presin conocido para elequipo de salida.

En esta etapa el diagrama de flujo debiera verse algo similar alo mostrado a continuacin.

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Estamos listos para empezar las tuberas de conexin. Elprograma hace la conexin de tuberas muy fcil, a causa deque no hay necesidad de incluir codos; estos son adheridospara ti cuando se dibujan las tuberas. Nosotros diferimos esatarea en la edicin de valores de datos cuando conectamos lastuberas. Por el momento nos dedicaremos con la construccin

de la conectividad.Haga clic en la etiqueta de herramienta de tubera sobre elicono de tubera de acero.

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Tal y como el cursor se mueve sobre la hoja del diagrama de

flujo la silueta cambia a un tubo.

Haga clic sobre el equipo de flujo conocido y entonces mueva emouse hasta estar justo debajo del intercambiador de calor malejano como se muestra en la figura a continuacin y se hace cliotra ves sobre el diagrama de flujo.

Una tubera se crea comenzando en el equipo de flujo conocidoterminando en un final abierto. Hacer clic sobre el final y moveel cursor hasta el centro del intercambiador de arriba, como s

muestra a continuacin.

Hacer clic sobre el centro del intercambiador para completar lconexin desde el equipo de flujo conocido al intercambiador d

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calor mas lejano a la derecha. Note que la tubera abierta hcambiado a un codo.

Mueva el cursor a la localizacin mostrada arriba; note como ecursor cambia de una tubera a un tubo bipartido, tal y commovemos sobre una tubera se puede ver la biparticin. Si s

hace un clic ah se bipartir y se puede hacer la conexin aintercambiador de calor de en medio.Esta biparticin se ha convertido en si misma en una conexite. Este tipo de unin, a causa de que se hace dinmicamentese ajusta en si misma dependiendo sobre el numero de tuberaconectadas. Por ejemplo una tubera simple conectada y la unies una tubera terminal abierta, dos tuberas conectadas y l

unin se transforman en un codo, tres tuberas conectadas cola unin llegan a ser una te o ye, y con cuatro tuberaconectadas en la unin se forma una cruz.

Haga las conexiones adicionales de manera tal que se muestruna red como la que se muestra abajo.

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Active la numeracin de tuberas desde la barra de herramienta

que esta a la izquierda del diagrama de flujo. Note que todala tuberas quedan numeradas y todos los dems elementotambin; como se como se muestra en el diagrama de la pgin

anterior.

Cambiando los datos por omisin usando el diagrama de flujo y

la charola de datos:

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Hasta ahora ninguna entrada de datos se ha realizado, nohemos enfocado en describir los elementos de conectividad; estsignifica que cada uno de los elementos tendr valores de datopor omisin acordes al medio ambiente actual colocados en us

cuando el elemento fue situado sobre la hoja del diagrama dflujo ( ver secciones de adaptacin al cliente y medio ambientpara mas informacin acerca de la fijacin del mediambiente ).Se puede seleccionar cualquier elemento sobre el diagrama dflujo en cualquier tiempo con el clic sobre el elemento.Primero necesitamos introducir todas las longitudes de tubo.

La tabla 3 muestra las longitudes de tubo y numero de codoque se encuentra en cada seccin de tubera.Numero de tubera Longitud en metros Numero de codos de

90-1 12 3-2 3 2-3 8 0-4 3 2

-5 8 0-6 3 2-7 3 2-8 18 5-9 8 0-10 3 2-11 8 0-12 3 2

Para introducir las longitudes de tubo podemos usar una de domtodos. En uno de ellos podemos seleccionar la tubera de lhoja del diagrama de flujo, o podemos seleccionar los tubos dla etiqueta lists en la charola de datos. Usaremos el diagrama dflujo en este ejemplo.

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Podemos reducir la cantidad de entrada de datos, sreconocemos que algunos datos de los tubos son idnticos; poejemplo los ramales de alimentacin principal y retorno a caduno de los intercambiadores es idntico ( tubos -2, -4, -6, -7

-10 y -12 ). Si usamos el hecho de que podemos hacer seleccimltiple en este programa sobre el diagrama de flujo, podemocambiar la longitud de tubo de los 6 tubos en una sola edicin.Hay muchos caminos para hacer seleccin de elementomltiple, pero por ahora usaremos el mtodo de clic por el ratnPara hacer seleccin mltiple usando el ratn, solo se mantienapretada la tecla de SHIFT y se hace clic sobre cada element

que se quiera seleccionar. Si se hace un error y se selecciona uelemento errneo, solo se hace clic otra vez sobre el elemento este se deselecciona. No olvide que mantener la tecla de SHIFapretada hace que se mantenga la seleccin mltiple. Use estmtodo para seleccionar los 6 ramales de tubo idnticos. Susted deja de apretar la tecla SHIFT y hace clic en cualquielugar sobre la hoja del diagrama de flujo perder las selecciones

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Para introducir la longitud de tubo de 3 m para cada tubseleccionado, haga clic en la etiqueta INPUT de la charola ddatos, muvase hasta LENGTH en el inspector de entrada cambie la longitud a 3.

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Inspector de entrada.

La longitud de los 6 tubos se cambio en una edicin. Cambie llongitud de los tubos remanentes ( las secciones de cabezal retorno -3, -5, -9, y -11 son idnticas ).Es tiempo de guardar nuestro trabajo. Use el men FILE SAV

para guardar su trabajo, es buena practica guardar el archivregularmente.Para completar la entrada de datos de tubo necesitamos hace

dos entradas adicionales. Para cada una de ellas necesitamoespecificar un tamao nominal, y necesitamos sumar codoadicionales como se muestra en la tabla 3. Necesitamodeterminar el tamao de tubera y el programa FLUIDFLOW nopuede ayudar aqu, por el momento diferiremos esta tarea sumaremos los codos adicionales ahora.Hay 2 codos adicionales en cada uno de los ramales, 3 en la

lnea de alimentacin desde el flujo conocido al primer ramal (8y 5 codos adicionales en la lnea de retorno desde el ramal dretorno (11) a la torre de enfriamiento.A causa de que estamos trabajando con un fluido incompresibledonde el cambio de densidad a travs de la red es pequeopodemos evitar introducir todos los codos individualmente; e

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lugar de usar la hilera de cantidad para cada codo, sumamos eel inspector de entrada para reducir el numero de codos qunecesitamos sumar.Nota: Esta aproximacin no es recomendada donde la densida

cambia significativamente a travs de la seccin de tubo.Seleccione la tecla JUNCTIONS en la charola de componente haga clic sobre el codo, entonces caer este codo en el tubo; snecesitas crear alguna longitud adicional para el tubo -1 sobre lhoja de flujo, haz clic sobre el nodo de flujo conocido (4), mantapretado el botn izquierdo del ratn , y arrastra el nodo a unlocalizacin diferente.

Ambas operaciones son mostradas debajo.

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Sume los codos remanentes como se muestra en la hoja de flujde la siguiente pgina.

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Arrastrando un

Insertando un


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Mantenga la tecla SHIFT y haga clic sobre los codos 13, 14, 1516, 17 y 18 , y cambie la QUQANTITY ROW en el inspector dentrada sobre la pagina de INPUT de la charola de datos de 1 2.Haga clic en el codo 12 y cambie la cantidad a 3. Cilc sobre ecod 19 y cambie la cantidad a 5. Esto completa los datos dentrada para los datos de tubo dados en la tabla 3. Todos ellopermanecen en cada seccin de tubo.

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Se pude usted dar cuenta que insertando un elemento en untubera, se divide la longitud en las dos secciones, esto es que ecomportamiento por omisin puede ser cambiado si se desea.Haga clic en cada intercambiador y cambie los datos por omisi

para reflejar la informacin suministrada en la tabla 1. Einspector de entrada para HE2 se muestra en la siguientpagina.

Usted probablemente se ha dado cuenta, que el numero

contenido de los renglones mostrado por el inspector de entradaest gobernado por la seleccin que usted hace. Por ejemplcambiando el HEAT LOSS MODEL ( modelo de prdida de calor de IGNORE TO FIXED TRANSFER RATE ( ignore el porcentajtransferido ) significa que usted necesit suministrar datoadicionales, y que por lo tanto los renglones HEAT TRANSFERDIRECTION ( direccin de transferencia de calor ), HEA

TRANSFERRED ( calor transferido ) y HEAT TRANSFER UNI( Unidad de transferencia de calor ) aparecen en el inspector dentrada. HEAT TRANSFER DIRECTION INTO THE NETWORsignifica que los intercambiadores estn actuando comenfriadores, o sea el lado de proceso est generando calor.

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Dos entradas ms en el inspector de entrada y estamos listopara nuestro primer clculo. En el equipo de entrada (4) fijar eflujo, la temperatura y asegurar que el fluido es agua..El inspector de entrada debiera verse como a continuacin ( 25

temperatura de entrada y un flujo de 14.92 kg/s ).

En el equipo de salida la presin conocida necesitamos definirla una presin de 1 atm + 30 000 pascales necesarios parsobrellevar las perdidas en el distribuidor de flujo de las torrede enfriamiento. Podemos dejar la temperatura y el fluido en laentradas por omisin dado que el flujo saldr de este equipo por lo tanto la temperatura, el flujo y el fluido ser

determinados por el clculo.

En este punto estamos listos para apretar el botn de calculo ver algunos resultados preliminares. Primero verifique que sudatos de entrada estn correctos, para hacer esto usted debcargar el ejemplo cooling wter distribution part 1, firs

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calculation que se puede encontrar en el folder de ejemplosParticularmente verifique los campos de elevacin dado que nse ha explicado la elevacin de cada uno de los elementos en eejemplo del texto.

Presione el botn CALCULATE, se debe ver que las flechas dflujo direccional aparecen sobre los tubos en la hoja de flujo.Podemos ver los resultados por varios caminos. El mas simple eseleccionar la etiqueta RESULTS en la charola de datos y un clien cada uno de los intercambiadores de calor en turno sobre ehoja de flujo. En la tabla de resultados el nico rengln en el cuaestamos interesados en esta etapa, es el de flujo masico

travs de cada intercambiador. Si hacemos clic sobre cada unde los intercambiadores en turno, podemos ver que los flujos ncoinciden, lo cual es necesario desde el punto de vista denfriamiento. Esto significa que el sistema de enfriamiento estdesbalanceado y no trabajar como se especifico en la definiciinicial de diseo. Debiera poderse ver que el flujo a travs dHE1 es mayor que el de diseo y el flujo a travs de HE2 y HE

es demasiado bajo.Hay un camino til para ver estos resultados. Dado questaremos constantemente refirindonos a estos flujo, podemomostrarlos sobre la hoja de flujo. Para hacer esto haga clic sobrlos tres intercambiadores para hacer una multiseleccionentonces en el inspector de entradas, cambiar las propiedadesobre el rengln del hoja de flujo desde HIDE a SHOW, definir eALIGNAMENT a TOP y presionar el botn PROPERTIES parobtener el dialogo siguiente.

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Verificar el FLOW en el rbol de resultados y presionar el botOK. Los renglones en el inspector de entrada se debern miracomo.

y los resultados se mostrarn en lhoja de flujo.Dimensionando tuberas:

Antes de balancear la red necesitamos definir los tamaos dtubo. En FLUID FLOW, cada vez que las perdidas de presin

travs de la tubera se calcula, su velocidad econmica y econsecuencia el tamao de tubera econmico se calcultambin. Por default estos valores son mostrados en la tabla dresultados. Selecciones la etiqueta RESULTS en la charola ddatos y haga clic sobre los ramales en la hoja de flujo; Tal como nos movemos a cada ramal podemos ver que el rengl

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de EXACT ECONOMIC SIZE ser 50 mm ; esto significa que sdebiera usar el tamao de tubera estndar mas cercano 50 mm(2) en los ramales. Dado que el tamao de tubera por defaues 2,( a no ser que este haya sido cambiado o se use u

diferente medio ambiente ), lo cual significa que no necesitamohacer ningn cambio de tamao a los ramales. Usmultiseleccion en la hoja de flujo para seleccionar todos loramales y cambiar su tamao si usted necesita hacerlo.

Haga clic sobre los cabezales de alimentacin y retorno en la rey se puede ver que los rangos de tamao necesarios van de 9mm a 50 mm. Hay un caso para reducir el tamao del cabezadespus de cada arranque. Esto ahorrar costos, dado que s

pueden usar ts reductoras.Cambiar los tamaos de tubo de la siguiente manera.Definir el tamao de tubera en el cabezal de suministro aprimer ramal (8) y en el cabezal de retorno desde el ultimramal (11) a 4 ( tubos -8, -20, -1, y -13 ).Definir la tubera en cada cabezal entre el primero y segundramales a 3: No necesitamos hacer ajustes al resto del cabeza

ya que este es de 2.Recalcular y salvar su trabajo en este punto. Si usted desepuede cargar el ejemplo cooling wter distribution par1.Second calculation el cual puede ser hallado en el archivo dejemplos, Por lo tanto usted puede verificar que sus resultadosean similares.

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Tamao


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FLUIDFLOW calcula correctamente para tes reductorasbasndose en que se estn usando tipo IDELCHIK ( esto es en edefault. Las ts en los ndulos 8 y 11 tienen tamaos dconexin 4, 3 y 2, y los efectos de conversin de presin desd

la velocidad a la esttica o viceversa estn tomados en cuentacuando se calculan las perdidas de presin en la te. Haga clisobre la te, seleccione la etiqueta INPUT y haga clic en el renglNOMENCLATURE en el inspector de entrada si usted necesitmayor informacin.

Balanceando la red:

Necesitamos suma elementos adicionales para balancear la redes claro que podemos alcanzar el balance directamente susamos un controlador de flujo en cada ramal, esta puede seuna solucin valida.In este ejemplo introduciremos placas de orifico para una cadde presin de manera controlada en cada ramal, para que ebalance correcto de flujo se alcance. El balanceo es u

desperdicio de energa, sin embargo alcanzar la distribucin enuestra meta.Para obtener la distribucin requerida usaremos 3 placas dorificio, una en cada ramal. El uso de placas de orificio es unsolucin barata para la distribucin de los envos.Sin embargo no se puede probar ser muy flexible, si lacondiciones de proceso son cambiadas; en ese caso vlvulas destrangulamiento podan ser una mejor solucin.Si usted tiene el modulo de autoseleccin, esta labor se realizautomticamente. Si este modulo se realiza por ensayo-error.Sume los orificios como se muestra en la hoja de lujo, fije lelevacin de cada orificio a 3.75 m y el dimetro a se

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ligeramente debajo del tamao de tubo por default. Recalcule se podr ver una diferente distribucin de flujo.

Se han colocado algunos textos libres a la hoja de flujo parindicar los flujos de diseo que se estn tratando de alcanzarUse la herramienta TOOL de la charola de hoja de flujo parcolocar los textos.En su aproximacin de ensayo-error para alcanzar el balance dflujo, nosotros usaremos la siguiente tcnica.

1. Reducir el tamao del primer orificio (20) hasta qualcancemos un flujo ligeramente debajo del diseo de flujo. despus de pocas iteraciones se alcanzara un tamao de 3mm ). Note que el balance de flujo es casi aceptable.

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2. Reducir el tamao de orificio en el ramal 3 (22), hastque obtengamos un flujo ligeramente abajo del de diseoSe debiera terminar con un tamao de 38 mm.3. Ajustar el tamao del orificio de en medio hasta que e

balance general este en el flujo requerido ( +- 5%). Sdebiera terminar con un tamao de 52 mm.

El resultado final est almacenado como cooling wtedistribution part 1.Final calculation .Se ha completado el diseo de la parte 1.Sumarizando deberamos haber aprendido las siguientehabilidades:

1. Como seleccionar componentes de la charola dcomponentes (component pallete) y como situarlos moverlos sobre la hoja de flujo.2. Como conectar tuberas entre modulos.3. Como trabaja el inspector de entradas ( Inpuinspector )4. Como hacer cambios de datos a los elementos de hoj

de flujo, seleccionados solos o en grupo.5. Como mostrar textos de resultado sobre la hoja de flujo6. Como interpretar los resultados calculados parseleccionar u optimizar los tamaos de tubera.7. Como balancear una red de fluido usando placas dorificio.

Diseo de un sistema de coleccin de gases de tanquesde almacenamiento.

En este ejemplo estaremos interesados con la construccin demodelo y datos de entrada; principalmente enfocados en lingeniera.

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Estipulacin del problema.

Se desea colectar juntos los venteos de aire desde un grupo de tanques de almacenamiento conteniendo un liquido malsanodaino y flamable. El gas de venteo ser tratado en una cama d

carbn activado antes de pasar finalmente a la atmosfera.En este problema solo estamos interesados con la situacin quocurre tal y como los tanques se estn llenando. En nuestrescenario cada tanque, gas de venteos ( por simplicidaconsiderado a ser aire ), en el porcentaje del cual puede sellenado. El venteo de gas de salida de cada uno de los tanqueesta modelado como un elemento de flujo conocido, con lo

mximos porcentajes de llenado de tanque ya introducidos.El remanente de la red de coleccin ha sido construido y puedser abierto desde el folder de ejemplos ( non sized gas collectiosystem ). Abra el ejemplo y considere como puede contestar lsiguiente pregunta.

1. El tamao de todas las tuberas de manera tal que lpresin de operacin bajo los mximos porcentajes d

llenado, no excedan a aquella permitida por el cdigo AP650. Esto significa no mas que 1 psig de presin doperacin en cada tanque de almacenamiento.

Consideraciones y aproximacin:

Tomaremos el peor caso que es cuando los 5 tanques se llenaal mismo tiempo.Fcilmente podemos ver que los valores de resultados de clculse pueden obtener por 3 posibles tcnicas:

1. Podemos configurar y ver como se comportan loresultados; en este camino podemos mover el ratn sobre lhoja de flujo, y mirar los resultados en los que estamointeresados.

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2. Podemos hacer click en la etiqueta RESULTS en lcharola de datos, en el clic izquierdo sobre la hoja de flujpara seleccionar cada componente en el cual estemointeresados,

3. Podemos mostrar los resultados sobre la hoja de flujo.4. Es importante estipular al principio que hay mucha

soluciones a este problema. Por ejemplo, podamoincrementar todos los tamaos de lnea hasta que la presien cada tanque cayera debajo de 1 psig; esto seria trabajaindebidamente, debido a que las lneas pueden estar hechade acero inoxidable y tener una longitud razonable, por l

que no deseamos sobredisear, debido a consideraciones dcostos.

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Para comenzar, djenos considerar las presiones de tanque susamos tubo de 2 a todo lo largo de la red ( este es el caso snosotros abrimos el ejemplo). Podemos ver que cada uno de lotanque esta sobre la presin mxima permitida de 1 psig.

Haga clic sobre cualquier tubera y mire los resultados en lcharola de datos. Se puede ver inmediatamente que cada unde los tubos es casi mas grande que el tamao recomendado dacuerdo al tamao econmico. Este es un punto importante nos ilustra, que no podemos fijar ciegamente los tamaos dtubo de acuerdo al tamao econmico sugerido en todo locasos.

Haga clic sobre unos pocos componentes mas y considere erengln titulado non recoverable loss , esta perdidrepresenta la perdida de presin que nunca puede serecuperada. Es este el valor que debemos impactar ( reducir ) squeremos disear un sistema seguro.Debieras notar rpidamente que la mayora de las perdidas dpresin del sistema ocurren a travs de el lecho empaquetado

El lecho empaquetado representa una cada de presin de 0.fuera de un total de < 1 psi asequible.Usando este conocimiento, quizs la mejor aproximacin tomar es incrementar el dimetro del lecho para reducir lpedida de presin, mejo que incrementar el tamao de tubo dcada tubera. Esto se vuelve una razn de costos. Por ejemploes menos caro cambiar el dimetro de un lecho, o usar utamao diferente de particula en el lecho, que cambiar etamao de tubos.No tenemos suficiente informacin para consideracompletamente las alternativas asequibles. Lo que eimportante es que usted reconozca como usar la potencia d

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FLUIDFLOW para considerar los escenarios de disealternativos.Si usted tiene el scripting module puede automatizar estproceso. Un cambio de diseo aceptable solo en los tamaos d

tubos corriente debajo de la te de unin ( nodo 15 )

Diseo de un sistema de agua de enfriamiento. Parte .

Esta es la parte concluyente para disear el sistema de agua denfriamiento, comenzado en la parte 1.En esta parte seleccionaremos una bomba para realizar la tareespecificada de operacin de la parte 1 en el nodulo 4 de flujconocido.( por ejemplo el flujo de 14.92 kg/s de agua a 25C envindose una presin de 246 147 Pa abs, o en en trminos de m3/h y m

el fluido a 53.86 m3/h y 14.8 m de fluido ). Podemos usar linformacin desde la seccin CUSTOMIZATIONS para obtenedirectamente el flujo volumtrico y cabeza de la bomba.Si deseamos seleccionar una bomba sin el modulo dautoseleccion, necesitamos ayudar nuestra tarea con el uso dla siguiente herramienta; del men seleccione TOOLS

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EQUIPMENTE PERFORMANCE VIEWERS, PUMP PERFORMANCEpara crear la siguiente hoja de dialogo de abajo.

Para usar esta herramienta, cambie en la caratula de DESIGFLOW LOS DATOS A LOS DE SU PROBLEMA , que son 53.86 m3/hy haga un clic sobre cada una de las bombas en la lista, lodatos de comportamiento de la bomba resaltada se mostrar( cabeza, eficiencia, mejor eficiencia y NPSH requerido )Esto significa que usted puede moverse a travs de la base ddatos de cada una de las bombas y ver como se comporta eeste sistema.Viendo la base de datos de bombas se suministra un numero d

bombas que satisfagan las necesidades. Podemos deseaconsiderar algunos de los modelos siguientes; Girdelstone 32nsDNP85-165; FA 253-4402z; NM3196 2x3-10 MTX ,etc.

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La mejor seleccin es buscar una bomba con operacin cercana la mejor eficiencia, o una bomba con la mas alta eficiencia eel punto de trabajo.Para completar el ejemplo seleccionaremos la bomba Gould NM

3196 2x3-10 MTX.Para llegar a esto, haga clic en el nodulo de flujo conocido (4) seleccione CHANGE COMPONENT desde el POP UP MENU.

Cambie el modelo de bomba desde la bomba por default a lGould NM 3196 2x3-10 MTX.

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Sume un elemento de presin conocido para representar la osde la torre de enfriamiento y entonces complete la lnea dsuccin ( 5m de tubo de 4 desde un nodo de presin conocido la bomba (4). Finalmente haga clic sobre la bomba sibre la hoj

de flujo, y clic sobre el botn en ORIENTATION ROW del inspectode entrada, para cambiar la orientacin, de manera tal que epunto rojo ( Linea de descarga ) apunte hacia el codo alejndose desde la fosa creada recientemente. Esta debiera seel tubo -1.

Note que la presin desarrollada por esta bomba es alrededodel 12% mas que la necesaria y que el flujo a travs de cadintercambiador ha sido incrementado por alrededor del 10%arriba del flujo de diseo.

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Como ingenieros nos gusta sobredimensionar, de acuerdo antes de felicitarnos a nosotros mismos acerca del diseopodemos desear considerar que la bomba seleccionada estoperando muy cerca de las condiciones de arranque,

debiramos seleccionar una bomba mas pequea, o aum mejopodemos reducir el dimetro del impulsor de 254 mm alrededor de 230 mm. Pero esta condicin nos permite alguncapacidad adicional si es necesitada en el futuro, y nos establecuna meta muy cerrada a la condiciones de diseo (< 2% ).Se guard el sistema de calculo como cooling wtedistribution.Part 2 final usando esta bomba con una reducci

de velocidad a 1350 a cambio de un tamao de impulsoreducido.Finalmente, necesitamos considerar el incremento de la cargde calor a HE2 en un 33%; cambia el calor transferido a ser 3300 Watt, entonces Recalcule. La temperatura de salida deintercambiador aumenta de 24.7C a 27.8C; La temperatura ela torre de enfriamiento se incrementa a 26C.

Este incremento en la temperatura es considerado aceptable no se necesita rebalancear el sistema.

Configuracin y medio ambiente.

Muy cercana en todos los aspectos la aplicacin de FLOWFLUIDpuede ser configurada y acomodada; el medio ambiente de l

configuracin pude ser cambiado y guardado, de manera taque cada vez que la aplicacin comienza, sus preferenciapersonales son aplicadas. Algunas de estas configuracionesern familiares, como en el cambio de posicin de las barras dherramientas, agregar botones, etc, es la causa de que esto

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acomodamientos se encuentran comnmente en el softwarprofesional.Algunos aspectos del medio ambiente son almacenados en usubconjunto llamado ENVIRONMENT SET ( conjunto medi

ambiente ). Podemos hacer tantos conjuntos medio ambientecomo sea necesario y los cambios entre ellos interactivos.Un conjunto medioambiente esta cerradamente asociado con lodatos de entrada por default y las unidades para cadcomponente ( articulo de equipo de fluido ) que es asequibldesde la bandeja de componentes, tambin como y quresultados de calculo usted desea ver.

Cada conjunto medio ambiente almacena la informacisiguiente, y puede ser accedida fcilmente por medio de lasiguientes teclas.

F4 Provee acceso a los conjuntos por default para cada unde los componentes asequibles desde dentro deprograma.

F5 Provee acceso a las columnas de datos que usted dese

exportar a Excel. F6 Permite colocar opciones FLY BY. Una opcin FLY BY e

la ventana que aparece cuando usted mueve el ratsobre un componente sobre la hoja de flujo activa. Eposible colocar el FLY BY como contexto para cadcomponente.

F7 Provee acceso a las columnas que desee par

imprimirlas en su reporte, o exportarlas a Word, HTML PDF. F8 Permite configurar el contenido de las tablas mostrada

en la etiqueta de resultados de la charola de datos.

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F9 Nos permite colocar individualmente las unidades dresultados calculados y el numero de decimales que desese usen.

Despus de una instalacin nueva de FLUIDFLOW hay

medio ambiente colocados ya para usted. Sistemainternacional y el bsico US; estos debieran ser la base dcambios de donde se parte. Mejor que hacer los cambios cualquiera de las bases de datos bsicas, es mejor idehacer una copia renombrada, y hacer los cambios a lcopia.

Como un ejemplo de cmo hacer esto; primero cmbiese a

medio ambiente al cual desea copiar. Usted puede hacerlo desdla caja combo sobre la barra de herramientas de aplicaciprincipal.

Entonces seleccione desde el men CONFIGURATION ENVIRONMENT / SAVE ENVIRONMENT para un nombre nuevo.

Use la caja combo en la barra de herramientas principal parcambiar el medio ambiente creado recientemente y as

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modificar solo presionando F9 para cambiar las unidades de loresultados en este conjunto.Aqu a continuacin hemos hecho los siguientes cambios de lcopia original, nosotros mostramos flujo en l/min en vez de kg/s

y estamos mostrando presin y cada de presin en bar y bar aEl numero de decimales mostrado tambin se ha incrementadpara reflejar los cambios.Cargue un ejemplo como QA UNCOMPRESSIBLE FLOW BOOSTERS \ 4 PUMPS IN PARALLEL 3 OPERATING el cual tiene etexto sobre la hoja de datos. Muevase a la etiqueta RESULTsobre la charola de datos y entonces cambie el medio ambiente

ver que los resultados de la hoja de datos y la tabla se actualizinmediatamente para mostrar las condiciones nuevas.

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Bases de datos.

Unos dispositivos poderosos de FLUIDFLOW son muchas base

de datos asociadas que apoyan e intensifican este programaEstas incluyen una base de datos de propiedades de fluidosbases de datos que describen el comportamiento y limites dartculos de equipos de fluido, bases de datos de materiales qusoportan el tamaos de tubos y la informacin de aislamiento dtubera, y base de datos de manufactureros, costos, y areas biedefinidas de aplicacin.

Base de datos de fluidos

La base de datos de fluidos contiene datos termo-fsicocomprensibles de ms de 850 fluidos. Las propiedades termofsicas ( densidad, viscosidad, conductividad trmica, caloespecifico, constantes fsicas y valores crticos, calor d

vaporizacin, presin de vapor, y tensin superficial ) estalmacenadas de manera tal que FLUIDFLOW puede completaclculos de prdidas de presin incluyendo transferencia dcalor y cambio de fase.Esta base de datos es mucho mas que una tabla de propiedadefsicas. Muchos mtodos de prediccin de estado de propiedadefsicas son asequibles, frecuentemente usadas junto co

modernas ecuaciones de estado, tales como: Benedict WebRubin, Lee Kesler y Peng Robinson. Hay relaciones especialepara agua y vapor ( IAPWS ), aire; y se pueden mezclar fluido( que no reaccionen ) por el uso de las herramientas de base ddatos o dinmicamente en la hoja de datos.

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Un ejemplo de hecho de fluidos premezclados se realiza por lcombinacin fundamental de fluidos componentes en la base ddatos de fluido de gas natural. Una definicin tpica, mostrandcomposicin molar se ilustra debajo:

Alternativamente los fluidos pueden ser mezclados sobre la hoj

de datos. El ejemplo siguiente muestra la mezcla de 4 alcoholes

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En la gua rpida de comienzo ( quick start guide ) no se explaydemasiado en la explicacin de la adicin de un nuevo fluido a lbase de datos de propiedades de fluidos; para una mas detallad

informacin de cmo realizar esta operacin, ver los manualede uso.En la seccin de base de datos explicaremos una adicin simplen la prxima seccin.

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Base de datos de vlvulas operadas manualmente.

Un ejemplo de cmo las varias base de datos estestructuradas se vern mas cercanamente en el conjunto d

datos de vlvulas operadas manualmente. Este conjunto ddatos de vlvulas manuales es actualmente un subconjunto duna base de datos mayor que contiene todos los equipocomponentes de fluido o artculos. Esta completa base de datodescribe comportamiento, limitaciones y uso de tosos loartculos de la charola de componentes.Para ver, editar, borrar, o adicionar al subconjunto del manual d

vlvulas, haga la seleccin desde DATABASE | VALVES MENU para mostrar el DATABASE EDITOR-VALVES DIALOG:

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Este deitor de base de datos se usa tambin para la vistaedicin, borrado y adicion de otros artculos de equipo de fluidode manera tal que las destrezas adquiridas que aprendemoaqu, pueden tambin ser aplicadas a otros artculos dcomponentes de flujo.Sobre el lado izquierdo del dialogo del editor esta un rbol dcontrol que permite el acceso rpido a los artculos individuale

que necesita en la jerarqua . Usted puede reorganizar el rbol sesto le es mas conveniente. Abajo vemos el rbol de datos dvlvula reorganizados de acuerdo al manufacturero. En estconjunto de datos hay 8 manufactureros de vlvulas dmariposa en orden alfanumrico.

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Adicionando datos nuevos:

Con todos los conjuntos de datos de FLUIDFLOW el mtodo dentada de datos es idntico. En general se siguen las siguiente

etapas:1. Seleccione el conjunto de datos apropiado, usDATABASE | VALVES del men de aplicacin.2. Presione el botn ADD.3. Introduzca un nombre nico y presione OK.4. Introduzca el dato que describe el componente ( articulde equipo de fluido ).

Adicionando una vlvula nueva:Para agregar una valvula nueva tipo compuerta, seleccionDATABASE | VALVES desde el men de aplicacin ; esto mostrarel editor de base de datos VALVES DIALOG, idntico a esmostrado anteriormente en este captulo. Organice el rbol d

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acuerdo al tipo de componentes y haga clic sobre el ramatitulado GATE VALVE.

Despus de hacer clic en este ramal el botn ADD s

establecer; haga clic sobre el botn ADD introduzca un nombrque diga MYVALVE y presione el botn OK. El editor bebierverse como:

Usted puede ahora editar los datos por default por medio deinspector de datos. Por ejemplo poda asignar un manufacturero materiales diversos. Los datos asequibles para esta valvula loprovee el manufacturero:

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Size = 100 mm con datos de perdida de presin expresados en

valores de en usgpm/psi. Los datos de perdida de presin

estn tabulados en la tabla 4.

Despus de introducir al menos 3 conjuntos de puntos de datos

una curva se forma automticamente de la base de datos. Puedcambiar el tipo de curva formada si usted selecciona unpolinomial puede tambin formar el orden. La grafica le permitjuzgar visualmente como la forma de la curva aparece sobrtodo el amplio rango posible . Se puede tambin hacer ZOOM dla grafica para mas detalle y hacer una impresin desde estdialogo.

NO PODEMOS ENFATIZAR LO SUFICIENTE, que es vital quverifique sus datos despus de adicionar componentes nuevosNecesita checar los datos para continuar sobre los rangos posiciones de operacin, y que usted tiene tambin introducidotodos los necesarios datos adicionales.

Agregar una bomba nueva.Un ejercicio nuevo agrega una bomba centrifuga nuev

( ficticia ) con los datos siguientes:Presin de operacin mxima = 10 m agua manomtricaTamao succin = 150 mmTamao descarga = 100 mmDato de velocidad de operacin = 100Velocidad mnima = 50

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Velocidad mxima = 150Dato de dimetro de impulsor = 250 mmDimetro mnimo impulsor = 200 mmDimetro mximo impulsor = 300 mm

Entonces introduzca las curvas de capacidad, eficiencia y NPSde la tabla 5

Limite de flujo mnimo = 2 l/sLimite de flujo mximo ( run out

= 12 l/sNombre = segn su criterio.

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Ahora que hemos agregado los datos, guardmoslopresionando el botn OK y use la bomba en la siguiente hoja ddatos simple.

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Aseguracin de calidad del flujo incompresible.Recepcin, alcance y objetivos.El objetivo de este manual y archivo de ayuda es proveer un

pista documentada del calculo de flujo incompresible, lapruebas de aseguramiento de calidad se completaron para lemisin del programa FLUIDFLOW V3.Esta documentacin no pretende cubrir todos los aspectos de laseguracin de calidad y mtodos de prueba del software deFLUIDFLOW. En vez de eso este manual solo se encarga decumplimiento del software de los mtodos de clculo publicado

para el clculo de flujos incompresibles.Donde sea posible los mtodos y formulas usados cumplen colos estndares y guas comunes usados dentro de las industriade proceso y mecnica.Dentro del contexto del sistema de tuberas FLUIDFLOW, el flujincompresible se define como su significado; flujo dentro de usistema de tubera, donde la densidad del fluido a travs de u

tubo o articulo de equipo de fluido no cambia por ms de un X%de la densidad de entrada del articulo en las condiciones dflujo. El valor de X puede ser colocada individualmente, parcada calculo, y el valor por default es 10%. La densidad defluido es una funcin de la temperatura y presin en lacondiciones de flujo, y es calculado por FLUIDFLOW durante eproceso de solucin. Esto significa que algunas redes de lquid

pueden emplear tcnicas de clculo de flujo incompresible, poejemplo, tuberas sin aislar largas. A contrario algunas redes dgas pueden emplear tcnicas de clculo de flujo incompresible.

Alcance.

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Hay 8 ejemplo de aseguramiento de calidad enviados con eprograma FLUIDFLOW V2. En este captulo se confirmar qutodos los ejemplos se cargan correctamente y que larespuestas son idnticas.

Revisin de te tipo Idelchik.

Usted puede cargar este desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ V2 QA \ Idelchik tee Check.ffl.Esta seccin se encarga de la perdida de presin a travs de unte reductora tipo Idelchik.

Las direcciones de flujo a travs de la te significan que larelaciones divergentes del Idelchik son validas.Usando la nomenclatura hallada en el Handbook of hydrauliresistance- I E Idelchik- 3rd ed p 450 -453. El canal tiene unconexin de 2 y conduce 3 kg/s de agua a 15C. La parte recttiene una conexin de 2 y conduce 2 kg/s de agua. El ramaesta a 90C y conduce 1 kg/s de agua a travs de una conexin

de 1.

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Usando los subndices st para la parte recta, c para el canal y para el ramal, tenemos que Fc ( rea de la seccin transversal del canal ) = 2.16475 xy

Fs ( rea de la seccin transversal del ramal ) = 5.557 x .El ngulo del ramal y la proporcin de areas dictan que usamola formula siguiente para los valores K entre el canal y el rama

por ejemplo Kcs.Kcs = A`[ 1 + Sqr ( ws/wc ) 2 (ws/wc )cos ( ngulo del ramal egrados ), donde ws y wc son las velocidades en la parte recta yel ramal.

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Con las velocidades, el wc calculado a 1.38763 m/s y ws 1.8016 m/s, sustituyndolas en la ecuacin anterior nos da uvalor de Kcs = 2.686032.La perdida de presin desde el canal a el ramal est definid

como:Perdida de presin = Kcs x densidad x /2 = 2 582.7 Pa.FLUIDFLOW ( perdidas en el ramal en el ndulo 3 ) nos da unprdida de presin calculada de 2 582.66 Pa. Por eso el QA( aseguramiento de calidad se pasa ).Un clculo similar para la perdida de el canal a la parte recta esRazn de rea Fst/Fc = 0.2567

Razn de flujo Qst/Qc = 0.333Kc,st = 0.04444La cada de presin calculada es 42.73416 Pa. El resultado dFLUIDFLOW es 42.734.

Factor de friccin de tubera Flujo turbulento.

Usted puede cargarlo desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ V2 QA \ Reynolds number etc turbulent.fflEste clculo est comprometido con la revisin de la velocidaen el tubo, numero de Reynolds, factor de friccin, y perdida pofriccin dentro del tubo. Este chequeo esta hecho sobre ergimen de flujo turbulento.En este ejemplo hemos fijado el flujo a 60 m3/h y la longitud d

tubo en 10 m; el dimetro interno, Di, es 77.9 mm; el fluido eagua y las propiedades fsicas V2 en la temperatura de flujson : densidad =998.71 kg/m3; viscosidad , = 1.148 c P.Note que las propiedades fsicas V3 ( versin 3 ) son ligeramentms exactas, debido a que las propiedades del agua socalculadas usando el IAPWS relaciones IFC-97.

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Continuaremos usando los valores V2 y Y checaremos lacontestaciones V3 al final de esta seccin.La velocidad promedio del fluido a travs del tubo esta dada pola formula:

V = Q / CSA = (60 x 4) / (3600 x x ) = 3.5 m/s.Dondev es la velocidad promedio en el tubo en m/s.Q es el flujo volumtrico en m3/s.CSA es el rea de la seccin transversal del tubo en m2.El numero de Reynolds esta dado por:Re = vDi / = 998.71 x 3.5 x 0.0779 / ( 1.148 x 0.001 ) = 23

025Donde es la densidad en kg/m3.Di es el dimetro interno del tubo en m.g es la viscosidad dinmica en Pa/s.De la carta de Moody el factor de friccin correspondiente partubo de acero limpio comercial es 0.0192.

Por lo tanto la perdida de cabeza en el tubo, expresada en m dfluido ser dada por :h = 0.5 f L / (g Di ) = 0.5 x 0.0192 x 10 x 3.5 x 3.5 /( 9.8066x 0.0779 ) = 1.54 m de fluidoDondef es el factor de friccin adimensional de Moody.L es la longitud del tubo en m

g es la aceleracin debido a la gravedad en m/ .La versin V3 se muestra abajo en un corte de la hoja de flujo.

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La cada de presin calculada es 42.73416 Pa. El FLUID FLOWresultante ES 42.734.

Factor de friccin de tubera flujo laminar.

Usted puede cargarlo desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ V2 QA \ Reynolds number etc laminar.ffl.El sistema es idntico al ejemplo en la seccin anterior, pero e

flujo se define en 0.035 m3/h Reynolds number etc laminar .Los clculos se hacen usando las propiedades fsicas de la V2Note que las propiedades fsicas V3 ( versin 3 ) son ligeramentms exactas, debido a que las propiedades del agua socalculadas usando el IAPWS relaciones IFC-97.Verifique la velocidad = 0.35 x 4 / ( 3600 x x ) = 0.020m/sRevise el Reynolds = 998.71 x 0.0204 x 0.0779 / ( 1.148 0.001 ) = 1382Factor de friccin = 64 / Re = 0.0463Perdida de cabeza en tubo = 0.5 x 0.0463 x 10 x0.0204 ( 9.80665 x 0.0779 ) = 0.000126 m de fluido.La versin V3 se muestra debajo

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Otra vez se permiten ligeras diferencias en las propiedadefsicas pero el resultado es el mismo.

Factor de friccin de tubera rugosidad desuperficie.

Usted puede cargarlo desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ V2 QA \ Roughness factors.ffl.

Este ejemplo se compromete con la revisin de la rugosidad dtubera y su efecto sobre el factor de friccin y de aqu sobre laprdidas de friccin en el tubo.La red contiene un tubo simple con el flujo fijo en 60 m3/h .Los detalles del tubo son tamao nominal 100 mm Fierro coladclase C con un dimetro interno de 106.3 mm y una longitud d10 m. La rugosidad absoluta por default de este material es 0.

mm.Se realizan varias revisiones de rugosidad, factor de friccion perdidas en tubera resultantes.Parte 1

Re de V2 es 173 673La rugosidad relativa es r/ Di = 0.0002 / 0.1063 = 0.0018868.

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De la carta de Moody el factor de friccin es 0.024.v desde el FLOWFLUID es 1.878 y por lo tanto la cada de presicalculada es.h = 0.5 x 0.024 x 10 x 1.878 x 1.878 / ( 9.80665 x 0.1063 ) =

0.408 de fluido.

Parte 2Cambiando el factor de rugosidad para usar un valor de 0.4 mmnos da los resultados siguientes.Re como arriba.

La rugosidad relativa es r/ Di = 0.0004 / 0.1063 = 0.0037629.De la carta de Moody el factor de friccin es 0.0285.h = 0.5 x 0.0285 x 10 x 1.878 x 1.878 / ( 9.80665 x 0.1063 ) =0.48 de fluido.La versin V3 se muestra bajo.

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La correspondencia entre las versiones se considersatisfactoria.

Placa de orificio - perdidas no recuperables.

Usted puede cargarlo desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ V2 QA \ Orifice plate.ffl.Este ejemplo se incluye para comparar la similitud de resultadoentre las versiones V2 y V3 para el flujo de agua a travs de un placa de orificio determinada.Los resultados de la V2 se muestran abajo.

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La perdida de presin no recuperable se calcula como 17 300 PaLos resultados de la V3 se muestran a continuacion. En la V3 lperdida de presin no recuperable calculada es de 16 501 Pa; ldiferencia entre los clculos es de 0.68% y esto es debido a lasiguientes razones.La versin V2 usa un mtodo definido en el BS 1042; estmtodo ahora ha sido sustituido por las recomendaciones dems ampliamente aceptado ISO 5167.Las propiedades fsicas del agua retomadas en el V3 soconsideradas mas precisas, debido a que son calculadas dacuerdo al IFC-97 del IAPWS.

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Las 2 explicaciones de arriba contestan la diferencia del 0.68%en las respuestas.Hay mas revisin de comprensin para las placas de orificio en ecapitulo de orificios.

Equivalencias Kv, K y Kf .

Usted puede cargarlo desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ V2 QA \ Kv and K and Kf equivalenc

test.ffl.Este ejemplo se compromete con la revisin de las prdidas dcabeza a travs de componentes resistivos que han siddefinidos como tipos Kf, Kv y K.La vlvula de ngulo de 4 para cada una de los tipos. Por ltanto las perdidas de cabeza debieran ser las mismas para cadcomponente de la red.

Calculando para cada uno de los tipos equivalentes, las perdidade cabeza esperadas se muestran a continuacion.Valor Kf:

El valor Kf para una vlvula de ngulo ( usada en el ejemplo ) ede 150.

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Esto significa que la longitud equivalente para la vlvula dngulo es igual a 150 dimetros de tubera.Note4 que este valor es adimensional y por lo tantindependiente del tamao.

La frmula para expresar el Kf es: Kf = f`L / Di , dondeF`es el factor de friccin adimensional de Moody en la regiturbulenta completamente desarrollada. Esto significa que evalor para la f`es una funcin solo del tamao.Valores K:

Para convertir estos valores para un valor K, necesitamoconocer el tamao de vlvula desde el cual los componente

expresados como tipos K son una funcin del tamao. Por ltanto para una vlvula o tubo de 4 el valor de f` desde la cartde Moody es 0.0165Entonces el valor de K = 150 x 0.0165 = 2.47Valores Kv:

Para convertir a valores Kv necesitamos los valores de prdidde cabeza en un flujo dado usando los valores datos previos, l

perdida de cabeza a travs de la vlvula ser:h = K /2g donde V = Q/CSA y Q = 60 / 3 600 =0.01666 m3/sCSA = x 0.1023 x 0.1023 / 4 = =.0082194 Que nos da una v d2.0277.h = 2.47 x 2.0277 x 2.0277 / ( 2 x g ) = 0.518 m de fluido ( o5075 Pa ).Cargando el componente del chequeo de calidad se confirm

que las perdidas de cabeza a travs de cada uno de locomponentes es idntico.Los resultados para el archivo cargado en la V3 se muestraabajo.

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Las perdidas Kf, Kv y K son respectivamente 5 138, 5 089 y 082 Pa los cuales son tambin valores muy cercanosa los valorede la versin 2.

Ejemplos de la versin 2.

Alcance.El objetivo para este captulo es comparar los resultados parcada uno de los componentes en la V2 con los resultados de lV3. Algunos de estos ejemplos son un poco ms complejos qulos del captulo previo. Para ejemplos ms complejos ver ecaptulo de FLUIDFLOW para ejemplos adicionales.

Final de suministro de acrlico.

Usted puede cargarlo desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ V2 Examples \ Acrilic supply final.ffl.

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Este es uno de los ejemplos de diseo explicadocompletamente, tomado de el captulo de V2 Ejemplos ddiseo. En este ejemplo, las lneas han sido dimensionadasbomba y vlvulas de control han sido seleccionadas

dimensionadas las placas de orificio.El archivo se carga directamente en la V3 y los valoreimportantes revisados son mostrados en la hoja de flujo continuacin.

Generalmente hay muy buena correspondencia entre los valore

de la V2 y V3. Hay algunas diferencias menores en los valores dprdidas de presin (


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exactos por las siguientes razones. La V3 sigue completamental detalle el estndar ISA-S75.01-1985, el cual involucra factores de correccin adicionales que son especificados en lV3. Estos factores adicionales son: Xt factor de razn d

prdidas de presin, Fs factor del flujo laminar, FL un factor drecuperacin de presin y Fd un modificador de estilo de vlvulaValores individuales para cada una de las vlvulas se usan en lV3, en tanto que se usan valores tpicos en la V2. El modificadode estilo de vlvula y el factor de recuperacin de presiusados para las vlvulas de mariposa, son diferentes a lovalores usados en la V2. Un segundo factor en la V3 que afectar

el ajuste calculado de posicin de vlvula , es aquel clculo dlas presiones estticas de entrada y salida el cual es maacuciosamente determinado en la V3.

Calculo de tuberas para fluidos newtonianos.Alcance.Este capitulo cubre las perdidas por friccin y transferencia d

calor que ocurre cuando un fluido newtoniano compresible incompresible fluye en un conducto. FLUIDFLOW puedconsiderar conductos de seccin transversal: circularrectangular o anular. Los cambios en la seccin transversal socubiertos dentro del captulo de cambio de tamao.Para clculos de flujo incompresible el modelo de friccion puedser cambiado para usar valores para el Moody, Hazen-Williams

un valor especificado por el usuario.Para clculos de flujo compresible el modelo de friccion eseleccionable junto con un incremento de densidad; estsignifica que los lquidos pueden ser calculados para los mtodode flujo compresible, si el cambio de densidad experimentado e

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la tubera es mas grande que ese especificado por el incrementde densidad.

Perdidas por friccin por flujo en tuberas.

Alcance.Para el calculo de perdidas en tubo para fluido incompresiblFLUIDFLOW puede usar cualquiera de las dos relacioneasequibles. Las relaciones asequibles estn definidas como

1. Ecuacion de Darcy la cual es definida por la siguient

expresin:P = 0.8105691387022 f L / ( ) donde :P es la cada de presin en Pascals ( N/ ).f es el coeficiente adimensional Moody factor de friccin de MoodyTome nota que en algunos textos se usa comnmente el factor dfricciona de Fanning. Numricamente el factor de friccin de Fannines 4 veces el factor de friccin de Moody.

L es la longitud del tubo en m.w es el flujo msico en kg/s.D es el dimetro interno del tubo en m. es la densidad del fluido fluyendo en kg/ , tomada en lpresin y temperatura de tubo corriente arriba.

2. Ecuacion Hazen-Williams la cual es definida por l

siguiente expresin:P = 10.6529332248 L ( Q / g donde :P es la cada de presin en Pascals ( N/ ).L es la longitud del tubo en m.Q es el flujo volumtrico en /s.C es el coeficiente adimensional de Hazen-Williams

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D es el dimetro interno del tubo en m. es la densidad del fluido fluyendo en kg/ , tomada en lpresin y temperatura de tubo corriente arriba.g es la aceleracin debida a la gravedad.

La ecuacin usada para calcular las perdidas por friccin en tubpueden ser cambiadas desde la lista de opciones de modelos dfriccin en el editor de entrada. Las opciones asequibles smuestran a continuacion:Moody significa que se usa la ecuacin de Darcy para calcula

las perdidas por friccin del conducto, , calcula el factor dfriccin de acuerdo a la ecuacin de Colebrook-White o d

Haaland.Hazen-Williams significa que se usa la ecuacin dHazen_Williams para calcular las perdidas por friccin deconducto, el usuario introduce un valor C que es usado poFLUIDFLOW.

Fixed Friction Factor Williams significa que se usa la ecuacin dDarcy para calcular las perdidas por friccin del conducto, e

usuario introduce un fixed Moody factor que es usado poFLUIDFLOW.

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Esto significa que para verificar las prdidas de friccin en tuboy los clculos de del factor de friccin para un fluido newtonianfluyendo en un tubo de acero comercial de una rugosidad seccin transversal constante, debemos considerar cada uno dlos modelos de friccion, el efecto de la rugosidad de superficie, e

efecto de las propiedades del fluido con la fijacin de la escala 0 para cada uno de los regmenes de flujo. Adicionalmente latuberas pueden tener una seccin transversal circular, cuadrad anular.Variando cada una de estas propiedades en un tiempo, noconduce a los siguientes clculos.

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Flujo turbulento, ecuacin de Darcy, factor de friccin deMoody.

Considerar la red siguiente. Usted puede cargarlo desde earchivo [ InstalDir ] \ QA incompressible Flow \ Pipes \ Turbulenflow,Darcy equation, Moody friction factor.ff3.

La tubera tiene propiedades de entrada y resultados de calculcomo se muestran a continuacion.

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Resumiendo: Para 100 m de tubo de 2 de acero comercial, spredice una cada de presin de 101 325 Pa, si el agua fluye a uporcentaje de 4.7846 kg/s a travs del tubo. Dado que el fluidfluyendo es incompresible, las presiones corriente arriba corriente abajo no son importantes, se prev que el fluid

permanece en el estado de fase liquida. Podemos por lo tantrevisar la formula usada directamente con clculos a mano.Calculo del numero de Reynolds:Las propiedades fsicas del agua a 15C necesarios en el caculo Densidad y viscosidad ) se obtienen de la ultima publicacin deIAPWS ( International Association for the Physical properties o

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wter and steam ) las cuales son densidad= 999.15 kg/ viscosidad = 0.01137 Pa/s.La velocidad en el tubo esta dada por 4 x 4.7846 / ( 0.0525 0,0525 x 999.15 x ) = 2.212108655 ( el resultado FLUIDFLOW

anterior se da como 2.21 corregido hasta 2 decimales.Por lo tanto el numero de Reynolds Re calculado ser:Re= 999.15 x 2.212108655 x 0.0525 / 0.001137 = 102055.4La rugosidad absoluta para tubera de acero comercial limpia nueva es 0.00005 m, la cual nos da una rugosidad relativa d0.00005 / 0.0525 = 0.00095238.De la carta de Moody el factor de friccin para un Re de 102 05

y una rugosidad relativa de 0.00095 es aproximadament0.02175.Esto nos da una cada de presin calculada a mano de:P = 0.8105691387022 f L / ( ) =

0.8105691387022 x 0.02175 x 100 x4.7846 x 4.7846 / (x 999.15 ) = 101 277 PaLas perdidas por friccin calculadas a mano debieran ser 10

325 Pa, la diferencia es a causa de la lectura no acuciosa de efactor de friccin de la carta de Moody. fLUIDFLOW calcula efactor de friccin como 0.0217600086256.Para verificar que la formula haya sido introducidcorrectamente, compararemos los resultados de FLUIDFLOW coun ejemplo de libro de texto. Una de las fuentes maampliamente usada como referencia es Flow of fluids throug

valves, fittings and pipe publicada por CRANE como librtcnico 410.En la edicin de 1988 de esta referencia, en la seccin B13 noda una tabla de valores de perdidas de presin de agua fluyenda 15C a travs de tubera de acero cedula 40 a varios flujosPara un tubo de 2 de 100 m de longitud, los resultados d

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perdidas de presin en tubo de FLUIDFLOW son comparados colos de la referencia de CRANE y se muestran en la tabla continuacin.

Los coeficientes de correlacin para el conjunto de datos eadaptado a una polinomial de segundo orden. FLOW FLUIDprovee un conjunto casi perfecto de respuestas consistentes.

Para terminar FLUID FLOW V2 nos da una contestacin de 4.78kg/s con una diferencia de ( 0.08% ) debido la ligeramentmenos exactas predicciones de densidad y viscosidad en V2.

Flujo turbulento, ecuacin de Darcy, factor de friccin fijo

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Flujo en litros / Cada de presin Cada de presin

Coeficiente decorrelacin para definiruna curva parablica con


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Considerar la red siguiente. Usted puede cargarlo desde earchivo [ InstalDir ] \ QA incompressible Flow \ Pipes \ Turbulenflow,Darcy equation, Fixed friction factor.ff3.

La tubera tiene propiedades de entrada y resultados de clculcomo se muestran a continuacin.

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Los resultados de este calculo debieran de ser un flujo de 4.784kg/s, a causa de un factor de friccion fijo de 0.021760008625que fue usado en el ejemplo previo turbulent flow, Darc

equation, Moody friction factor, todas las dems condicioneson idnticas, de manera tal que los flujos calculados en los doejemplos debieran ser idnticos de 4.7846 kg/s.

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Flujo turbulento, ecuacin de Hazen Williams.

Consideraremos la misma red de los dos ejemplos anteriorescon el conjunto de propiedades de tubo mostradas

continuacion.Usted puede cargarlo desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ Pipes \ Turbulent flow,Hazen WilliamC=140.ff3.Con una idntica longitud de tubo y un coeficiente HazeWilliams de 140, el porcentaje de flijo predicho es 4.9306 ( la Vpredice 4.9269 kg/s, una diferencia del 0.08% )

Equivalencia de dimetro hidrulico anular y circular.

Este ejemplo debiera ilustrar el uso de las tcnicas de uso de udimetro hidrulico para tubera de secciones no circulares.Usted puede cargarlo desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ Pipes \ Annular and hydraulic diamete

equivalence.ff3.Dimetro hidrulico se define como: 4 x rea de seccitransversal / permetro mojado.Por lo tanto, para ejemplo el dimetro hidrulico de una tuberanular de dimetro interno 33.4 mm y un dimetro externo 52.mm, como se ilustra debajo, es:

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Dimetro hidrulico, Dh= 2 (52.5 - 33.4 ) = 38.2 mm y

rea de seccin transversal, CSA= [( 0.0525 x 0.525)

( 0.0334 x 0.0334 ) ] = 0.001288594Para una longitud de de 20 m, el flujo calculado para una cadde presin de 101 325 P, en una tubera circular de dimetrinterno de 38.2 mm es 4.7535 kg/s y la velocidad en el tubo dsalida es 4.15 m/s.Para una tubera anular de 20 m de longitud ( Do=52.5 Di=33.4 ) para una prdida de presion de 101 325 Pa el flujcalculado es idntico a 4.7535 y la velocidad calculada en lsalida del ducto es 3.69 m/s. Este es un resultado esperado

confirmando que el clculo de velocidad para el uso de linformacin de arriba y la densidad de 999.1 kg/ .El flujo volumtrico en la salida del tubo, Qo= 4.7535 / 999.1 =0.0004757782 /s.

Velocidad de salida, vo= 0.004757782 / 0.001288594 = 3.6m/s.

Tubera con transferencia de calor.Alcance.La transferencia de calor en tuberas puede seguir cualquiera dlos modelos de calor asequibles; para tubos hay 4 modelos dcalor asequibles los cuales son:

1. Ignorar perdidas/ganancias de calor, lo cual significque toda la transferencia de calor es ignorada.2. Cambio de temperatura fijo, lo cual significa que eusuario especifica un cambio de temperatura dado, ldireccin de flujo del calor y FLUID FLOW calcula el calotransferido y ajusta las temperaturas de salida econformidad.

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3. Hacer el clculo de transferencia de calor, lo qusignifica que FLUIDFLOW calcular la perdidas ( ganancias ) de calor desde el tubo y ajusta la temperaturde salida del tubo de conformidad al calor transferid

calculado. Para usar esta funcionabilidad usted necesitespecificar si el tubo est aislado, el tipo y grosor daislamiento, la velocidad del viento alrededor, temperaturambiente y as sucesivamente.

Este es el ltimo ejemplo, es decir. Haga el clculo dtransferencia de calor que se considerar en detalle aqu.

Ganancia de calor en una tubera no aislada (desnuda).Aqu consideraremos un calculo en el cual el calor es transferida 100 ton/hora de cloro liquido viajando a lo largo de 500 m dtubo de 6. El cloro entra al tubo con una tempertura de -10CLa planta opera cerca del ecuador y es posible que ltemperatura ambiente alcance los 40 C en el verano. Eimportante que el cloro arrive al final de la lnea en la fase

liquida. La temperatura en el nodulo de salida para un flujo d100 ton/hora no debe caer arriba de -7 C. Necesitamos aislar la tubera ? Si es necesario, usar lanmineral, que grosor de aislamiento necesitamos realizar, eorden de evitar que la temperatura caiga ( aumente ) 1 C.Usted puede cargarlo desde el archivo [ InstalDir ] \ QAincompressible Flow \ Pipes \ Chlorine pipe with heat gain.ff3. La

respuestas de calculo se muestran sobre la hoja de datos y lpantalla que se ve abajo.

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En la labor de checar a mano el clculo, necesitamos tomar unacercamiento simplista que es el que se usa en FLUIDFLOW, estes, debido a que el clculo de perdida/ganancia de calor eiterativo dentro de un circuito de calculo iterativo. Si usamos lamisma aproximacin como FLUIDFLOW necesitaramos hace

mas de 100 clculos solo para un sistema simple.En resumen, podemos ver que FLUIDFLOW estima una perdidde temperatura de 5 C al tiempo que el cloro alcanza la salida.Podemos hacer un calculo de transferencia de calor rpida por euso del factor del calor transferido, Qh= (aproximadamente

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flujo msico (w) x calor especifico (Cp) x cambio de temperatur(T).Tomando un valor constante para el calor especifico de 945 J/kC ( usted puede tomar este valor desde la basa de datos d

propiedades fsicas ), El calculo aproximado de la transferencide calor llega a ser.Qh=27.7778 x 945 x 5 = 131 250 Watts ( FLUIDFLOW calcul132 651 ).Usando este valor para estimar el coeficiente total dtransferencia de calor, desde la ecuacin del coeficiente total dtransferencia de calor, U = Qh / [area de transferencia de calo

(A) x diferencial de temperatura (T).El rea de transferencia de calor, es del dimetro exteriohgalo para tubo 6 ced 40 x longitud (L) x .A= 0.1683 x x500 = 264.8T = diferencia de temperatura media logartmica = 47.45 C.Esto dara un coeficiente total de transferencia de calor de 13651 / (264.8 x47.45) = 10.55 W/ C ( 1.858 BTU/ F. es est

valor razonable ?Los valores tpicos hallados en el Perry 5-4 se promedian en 1.BTU/ F.Los valores provistos desde las tablas en las publicacionetcnicas halladas en WWW.insulation.org, tambin son musimilares. Los valores tpicos hallados en varias de estas fuenteen la red estn en 2 BTU/ F.Entonces se puede ver que con la aproximacin simplista, eclculo de las perdidas/ganancias de calor es correcto.

Ganancia de calor en una tubera aislada .

Buscar problemas de uso.78
http://www.insulation.org/http://www.insulation.org/


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Vlvulas manuales.Calculo de cada de presin en flujo newtoniano.En FLUIDFLOW, la relacin de cada de presin a travs de unvlvula operada manualmente, se define va su entrada en lbase de datos de vlvulas.

Uniones.

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Compare las perdidas sobre el lado recto y ramales de cada unde los tubos.

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Te convergente Idelchik. El canalesta en tubo de flujo combinadoy exhibe perdidas de presin

Te divergente Idelchik. El canalesta en tubo de flujo combinadoy exhibe perdidas de presin

Te convergente Crane. El canalesta en tubo de flujo combinado

y exhibe perdidas de presincero. Las cadas de resin

Te divergente Crane. El canalesta en tubo de flujo combinado

y exhibe perdidas de presincero. Las cadas de resin


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redes tuberias segun fluidflow 2005

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