30 marzo 2013

Herramienta para el dimensionado de tuberías




Presentamos una nueva herramienta que nos permite calcular la caída de presión en un caudal de líquido en una tubería usando la ecuación de Darcy-Weisbach. Esta ecuación fue derivada del caudal de agua y por lo tanto se asume que la densidad del fluido queda constante a lo largo de la tubería.

En el factor de fricción de la zona turbulenta (Re > 3000), f, se resuelve iterativamente usando la ecuación de Colebrook-White (que representa el diagrama de Moodey familiar):


En el factor de fricción de la zona laminar (Re < 2000) se resuelve usando la ecuación de Hagen – Poiseuille: f = 64 / Re

Nótese que las otras variaciones en la ecuación de flujo tales como las ecuaciones de Weymouth o Panhandle son simplificaciones de la aproximación anterior para permitir una solución analítica (no iterativa). Estas ecuaciones no son aplicables en un amplio rango de condiciones de flujo / tamaños de tuberías y fueron desarrolladas antes de los computadores personales.

Espesor de la pared

El espesor de una pared de tubería mínima se calcula basándose en la tensión orbital causada por el fluido presurizado en la tubería. Varias ecuaciones ligeramente diferentes están en uso dependiendo del servicio (tubería de proceso de planta). ISO13623 usa la fórmula de Lame:



ASME B31.4 usa la ecuación de Barlow que es una simplificación de la ecuación de Lame,



Para tuberías de proceso, ASME B31.3 usa:


Sy es el límite elástico en la temperatura máxima de diseño, D es el diámetro exterior nominal, Do es el diámetro exterior nominal, Do es el diámetro exterior actual y F es un factor de diseño (no exactamente el mismo en cada caso). La forma general de la ecuación es similar.


El calculador puede descargarse aquí
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