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CASO DE ESTUDIO I – CIRCUITO HIDRÁULICO-Operaciones Unitarias 1
Profesora: Johana Milena Orjuela Ramos
Nombres: Zahira Gómez, Camilo Vera, Erick Vargas, Ian Fajardo
Descripción del circuito hidráulico Los vapores producidos en la cima de la torre T-100 se condensan en
el intercambiador de tubos y coraza E-100. El líquido producido va al drum D-100 el cuál sirve de
acumulador para proteger la bomba P-100 A/B. Esta bomba lleva el producto obtenido a los tanques de
almacenamiento TK-100 A/B/C y a la torre de destilación como reflujo. En las figuras 1 y 2 se presenta el
diagrama de flujo y el Plot Plant para el proceso respectivamente. Los puntos 1 y 2 en la figura 1 y 2
representa la ubicación de las válvulas de control.
Conjunto tablas 1. Caracterización línea: pipe 100
L eq 126,256303 ft Longitud 38,4927752 m Diametro interno 17,67 in Asumir 18" Diametro interno 0,448818 m Caudal 6143 m3/h Caudal 1,70638889 m3/s Densidad 41,87 kg/m Viscosidad 1,03E-02 cP Viscosidad 0,00001029 Pa*s Rugosidad 0,00004572 m Depende del material Datos Donde D 17,67 in L 16,4 ft Fc 4 Fc 5 m Porque es con la linea recta y esta es <30 m Lequ 126,256303 ft Cálculo de longitud equivalente ܮ ܮ ൌͳ^ ^ Ͳǡ͵ Ͷ^ ^ כ^ ܦ^ Ͳǡʹ ͳ^ ^ כ^ ܨ ܮ ܮ ൌͳ^ ^ Ͳǡ͵ Ͷ^ ^ כ^ ܦ^ Ͳǡʹ ͳ^ ^ כ^ ܨ Area transversal 0,15820872 m^ Velocidad 10,7856817 m/s Re 19697243, D/ᵋ 9816,66667 Rugosidad relativa f 0,0121495 Fórmula explicita hf 6,18452659 m hf 20,2852472 ft S 0, 0,36768108 psi/Leq 0,291218002 psi/100 ft Caida de presión Calculos οܲ Pd 270,3 psig Pd 1965,0066 kPa Do 457,2 mm SE 48 kpsi SE 330948,48 kPa y 0, tm 1,35409652 mm CA 1,5 mm Thinckness 2,85409652 mm Schedule 10 Rating 300 Espesor
Conjunto tablas 3. Caracterización línea: pipe 102
L eq 610,934815 ft Longitud 186,260614 m Diametro interno 12,25 in Asumir 12" Diametro interno 0,31115 m Caudal 549,9 m3/h Caudal 0,15275 m3/s Densidad 467,8 kg/m Viscosidad 5,05E-02 cP Viscosidad 5,0545E-05 Pa*s Rugosidad 0,00004572 m Depende del material Datos Donde Diametro 12,25 in Diametro 1,02083333 ft Lequ 610,934815 ft Cálculo de longitud equivalente ܮൌͷͲ ͷͲͲכ ܦ ͷͲכ ܦ^ ǡହ ܮൌͷͲ ͷͲͲכ ܦ ͷͲכ ܦ^ ǡହ Area transversal 0,07603779 m^ Velocidad 2,00886951 m/s Re 5785043, D/ᵋ 6805,55556 Rugosidad relativa f 0,01319716 Fórmula explicita hf 1,62659349 m hf 5,33522665 ft S 0, 1,08044114 psi/Leq 0,176850477 psi/100 ft Calculos Caida de presión οܲ Pd 268,3 psig Pd 1951,21708 kPa Do 323,8 mm SE 48 kpsi SE 330948,48 kPa y 0, tm 0,9522896 mm CA 3 mm Thinckness 3,9522896 mm Schedule 20 Rating 300 Espesor
Conjunto tablas 3. Caracterización para bomba P-
S 0,4678 467,
Hf 240,826635 ft
Hf 73,4227547 m
Capacidad
2420,9192 gal/min
549,86 m3/h
Calculo de cabeza de presión
264,1 psig
261,3 psig
S 0,
Cálculo NSPSH
DELTA P 48,77 psi
Densidad 467,8 Kg/m^
S 0,
H(ft) 240,826635 Cabeza(ft)
Q(capacidad) 2420,9192 gal/min
Con lo observado en la tabla podemos
decir que nuestra bomba es centrifuga de
doble succion
Bomba Eficiencia Índice de precio RPM
8 UZDL 25-A-
12 HED 31DS-B
ANALISIS DE LA BOMBA
Al seleccionar la bomba óptima para nuestra simulación se evidencio que es necesaria una bomba de
dos etapas, debido a que en el cuadro de cobertura de la bomba se basó en los rangos normales de
funcionamiento de los tipos disponibles comercialmente (Figura 2). Arrojando una bomba centrifuga de
doble succión; También por medio de la figura 3 se verifico que esta no fuera de una sola etapa, puesto
que el flujo obtenido es mucho mayor al establecido en la gráfica, por lo cual, se seleccionó una bomba
de dos etapas.
Por otra parte, gracias a la plataforma bigmachines.flowserve.co obtuvimos las diferentes bombas con 2
etapa en donde se filtró y se comparó con respecto a sus características, haciendo selección de las
bombas REF: 8 UZDL 25-A-1 y la REF: 12 HED 31DS-B, donde, la primera tiene una eficiencia de 67.5% y
la segunda 63.7%, además, el índice de precio de la bomba 8 UZDL 25-A-1 es 1280 con respecto a 1379
de 12 HED 31DS-B, otra característica a tener en cuenta fue las rpm ya que la bomba 8 UZDL 25-A-
cuenta con 890 y la de 12 HED 31DS-B con 710, estableciendo que la bomba escogida ejecute un trabajo
más rápido. Con respecto al punto de operación, la primera bomba tiene una distancia aproximada de
1500gpm y la segunda de 900gpm, pero por costo y eficiencia escogimos la 8 UZDL 25-A-1.
¿Cómo se puede dañar la bomba?
Conjunto tablas 6. Caracterización línea: pipe 104
L eq 132,4234 ft Longitud 40,3729878 m Diametro interno 12,25 in Asumir 12" Diametro interno 0,31115 m Caudal 549,6 m3/h Caudal 0,15266667 m3/s Densidad 468 kg/m Viscosidad 5,02E-02 cP Viscosidad 5,0192E-05 Pa*s Rugosidad 0,00004572 m Depende del material Datos Donde D 12,25 in L 19,7 ft L 6,00609756 m Fc 4 Porque es con la linea recta y esta es <30 m Lequ 132,4234 ft Cálculo de longitud equivalente ܮ ܮ ൌͳ^ ^ Ͳǡ͵ Ͷ^ ^ כ^ ܦ^ Ͳǡʹ ͳ^ ^ כ^ ܨ ܮ ܮ ൌͳ^ ^ Ͳǡ͵ Ͷ^ ^ כ^ ܦ^ Ͳǡʹ ͳ^ ^ כ^ ܨ
Area transversal 0,07603779 m^ Velocidad 2,00777356 m/s Re 5825048, D/ᵋ 6805,55556 Rugosidad relativa f 0,01319543 Fórmula explicita hf 0,35214221 m hf 1,15502645 ft S 0, 0,23400536 psi/Leq 0,176709976 psi/100 ft Calculos Caida de presión οܲ Pd 303,7 psig Pd 2195,29158 kPa Do 323,8 mm SE 48 kpsi SE 330948,48 kPa y 0, tm 1,0710947 mm CA 3 mm Thinckness 4,0710947 mm Schedule 20 Rating 300 Espesor
Conjunto tablas 7. Caracterización línea pipe 105
L eq 793,303125 ft Longitud 241,860709 m Diametro interno 12,25 in Asumir 12" Diametro interno 0,31115 m Caudal 518 m3/h Caudal 0,14388889 m3/s Densidad 468 kg/m Viscosidad 5,02E-02 cP Viscosidad 5,0192E-05 Pa*s Rugosidad 0,00004572 m Depende del material Datos Donde D 12,25 in L 462,5 ft L 141,006098 m Fc 0, Porque es con la linea recta y esta es 150 m Lequ 793,303125 ft Cálculo de longitud equivalente ܮ ܮ ൌͳ^ ^ Ͳǡ͵ Ͷ^ ^ כ^ ܦ^ ^ Ͳǡʹ ͳ^ ^ כ^ ܨ ܮ ܮ ൌͳ^ ^ Ͳǡ͵ Ͷ^ ^ כ^ ܦ^ Ͳǡʹ ͳ^ ^ כ^ ܨ Area transversal 0,07603779 m^ Velocidad 1,89233389 m/s Re 5490063, D/ᵋ 6805,55556 Rugosidad relativa f 0,0132106 Fórmula explicita hf 1,87610616 m hf 6,15362819 ft S 0, 1,24670909 psi/Leq 0,157154188 psi/100 ft Calculos Caida de presión οܲ Pd 303,4 psig Pd 2193,22316 kPa Do 323,8 mm SE 48 kpsi SE 330948,48 kPa y 0, tm 1,07008817 mm CA 3 mm Thinckness 4,07008817 mm Schedule 20 Rating 300 Espesor
Conjunto tablas 8. Caracterización línea pipe 106
el fluido y peor será el rendimiento, puesto que, tanto la sección transversal de la ruta y la
dirección del flujo cambia.
Otro punto a mejorar es disminuir la longitud de las tuberías, debido a que, la cantidad de flujo
puede ser más eficaz, gracias a que al recortar distancia se ganaría velocidad y presión esto
teniendo en cuenta Bernoulli.
Por otra parte, como información adicional para definir por completo el circuito debemos
considerar los indicadores de presión y temperatura a lo largo de las tuberías para mantener el
control durante todo el proceso
Por último, para mantener el sistema hidráulico en buen estado hay que revisar la vida útil de
los materiales y la revisión de fugas durante el proceso.
Referencias:
https://flowserve.bigmachines.com/commerce/display_company_profile.jsp
