Modelado de flujo compresible para equipos de proceso. Aplicación al control e instrumentación

Resumen

En este trabajo se analizan las características del flujo compresible en tuberías de plantas de procesos. El propósito es definir un método fiable para dimensionar tuberías así como saber bajo qué condiciones el flujo de un gas puede considerarse compresible. El conocimiento de este flujo es importante a la hora de elegir los instrumentos medidores de caudal, presión y temperatura, con el consiguiente beneficio a la hora de seleccionar e instalar el regulado más adecuado. El estudio se basa en la ecuación de conservación de la cantidad de movimiento en estado estacionario, y en las propiedades termodinámicas de los gases o vapores que circulen por la tubería. Se ha preparado un programa que permite simular diferentes condiciones de flujo: a) Flujo isotérmico sin rozamiento, b) Flujo isotérmico con rozamiento, c) Flujo adiabático con rozamiento, a partir de los cuales se determinan curvas generalizadas que dan la capacidad de descarga de una tubería en función de las perdidas por fricción y de la relación de presiones a la que se realiza la descarga. La utilización de las curvas de descarga da un procedimiento sistemático y sencillo de abordar el problema del flujo compresible. Como aplicación se propone el estudio de los caudales de vapor de una planta de evaporadores de dos efectos.