Download - Ecuación de Weymouth
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3. Ecuación de Weymouth
La ecuación de Weymouth es usada para presiones altas, altos flujos de gas, y
diámetros grandes en el sistema. La siguiente formula calculadirectamente el flujo
de gas a través de la tubería.
Para eliminar el proceso iterativo en la solución de la ecuación fundamental para el
flujo de gas a través de una tubería, Weymouth propuso que el factor de fricción
fuera solo función del diámetro de la tubería.
3.1.Unidades del sistema ingles (USCS)
Factor de friccion
Caudal
Donde:
Q= Tasa de flujo a condiciones normales, Pcdn
E=Eficiencia de la tubería, un valor decimal inferior a 1
F= Factor de friccion, adimensonal
Pb= Presion base, Lpca
Tb= Temperatura base, °R
P1=Presion d entrada al sistema, Lpca
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P2=Presion de salida del sistema, Lpca
G=Gravedad especifica del gas (Aire=1)
Tprom=Temperatura promedio, °R
L=Longitud de la tubería, millas
Z prom= Factor de compresibilidad del gas, adimensional
D= Diametro interno de la tubería, Pulgadas
µ=Viscocidad del gas, lb/ft-s
Ch= Correccion por diferencia de nivel, Lpca2
h1= Elevacion de entrada a la tubería, ft
h2= elevación de salida a la tubería, ft
3.2.Unidades del sistema internacional (SI)
Factor de friccion
Caudal
Donde:
Q= Tasa de flujo a condiciones normales, mcdn
Página 2
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E=Eficiencia de la tubería, un valor decimal inferior a 1
F= Factor de friccion, adimensonal
Pb= Presion base, Kpa
Tb= Temperatura base, °K
P1=Presion d entrada al sistema, Kpa Absoluta
P2=Presion de salida del sistema, Kpa Absoluta
G=Gravedad especifica del gas (Aire=1)
Tprom=Temperatura promedio, °K
L=Longitud de la tubería, Km
Z prom= Factor de compresibilidad del gas, adimensional
D= Diametro interno de la tubería, mm
µ=Viscocidad del gas, Poise
Ch= Correccion por diferencia de nivel, Kpa2
h1= Elevacion de entrada a la tubería, m
h2= elevación de salida a la tubería, m
Esta ecuación está basada en la consideración de que el flujo de gas está en la
región completamente turbulenta.
Esta ecuación es aplicable cuando se utiliza diámetros mayores de 2 plgs y
menores de 15 plgs (2”<D<15”).
3.3.Unidades del sistema internacional (SI)
Diámetro
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Presión de salida (aguas abajo)
Presion de entrada (Aguas arriba)
Eficiencia de la tubería
4. Ecuación de flujo de Panhandle
Esta ecuación de flujo se ha considerado una de las fórmulas que mayor uso ha
tenido en la industria del gas natural, sobre todo en el diseño de tuberías
de transporte de gas. La ecuación de flujo de Panhandle se emplea para el diseño
de tuberías de alta presión y gran diámetro, en donde la tasa de flujo puede tener
una alta variabilidad.
3.1.Unidades del sistema ingles (USCS)
Factor de friccion
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Caudal
Donde:
Q= Tasa de flujo a condiciones normales, Pcdn
E=Eficiencia de la tubería, un valor decimal inferior a 1
F= Factor de friccion, adimensonal
Pb= Presion base, Lpca
Tb= Temperatura base, °R
P1=Presion d entrada al sistema, Lpca
P2=Presion de salida del sistema, Lpca
G=Gravedad especifica del gas (Aire=1)
Tprom=Temperatura promedio, °R
L=Longitud de la tubería, millas
Z prom= Factor de compresibilidad del gas, adimensional
D= Diametro interno de la tubería, Pulgadas
µ=Viscocidad del gas, lb/ft-s
Ch= Correccion por diferencia de nivel, Lpca2
h1= Elevacion de entrada a la tubería, ft
h2= elevación de salida a la tubería, ft
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3.2.Unidades del sistema internacional (SI)
Factor de friccion
Caudal
Donde:
Q= Tasa de flujo a condiciones normales, mcdn
E=Eficiencia de la tubería, un valor decimal inferior a 1
F= Factor de friccion, adimensonal
Pb= Presion base, Kpa
Tb= Temperatura base, °K
P1=Presion d entrada al sistema, Kpa Absoluta
P2=Presion de salida del sistema, Kpa Absoluta
G=Gravedad especifica del gas (Aire=1)
Tprom=Temperatura promedio, °K
L=Longitud de la tubería, Km
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Z prom= Factor de compresibilidad del gas, adimensional
D= Diametro interno de la tubería, mm
µ=Viscocidad del gas, Poise
Ch= Correccion por diferencia de nivel, Kpa2
h1= Elevacion de entrada a la tubería, m
h2= elevación de salida a la tubería, m
3.3.Unidades del sistema internacional (SI)
Diámetro
Presión de salida (Aguas abajo)
Presión de entrada (Aguas arriba)
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Eficiencia de la tubería
3.4.Rango de valores de eficiencia
VALOR DE ( E ) CONDICIONES DE LA TUBERIA
1.0 Completamente nueva
0.95 En buenas condiciones
0.92 En condición promedio
0.85 En condiciones no favorables
3.5.Recomendaciones para el uso de estas ecuaciones:
La ecuación de general de flujo es recomendada para la mayoría de usos.
Use la ecuación de Weymouth solamente para pequeños diámetros
( < 15”), longitudes cortas y Re altos.
Use la ecuación de Panhale solamente para diámetros ( > 15” ) y
longitudes grandes, y Re moderados.
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Tenga cuidado con el uso de factor de eficiencia en tuberías usadas.
3.6.Ejemplo
Usando los siguientes datos, calcular la capacidad de flujo del gasoducto
usando la ecuación de Weymouth y la ecuación de Panhandle A.
P1=847 psia P2=600 psia d=25.375 pg L=100 millas G=0.67 Tprom=505°R Zprom=0.846 Tb=502°R
Pb=14.7psia E=1
Solución:
P12−P22
Tpro∗Zpro∗L= 8472−6002
505∗0.846∗100=8.366
T bPb
= 52014.7
=35.374
Weymounth
Q=433.5¿(35.374 )1∗8.3660.5∗( 10.67
)0.5
∗25.3752.667=30161000 ft3 /dia
Panhandle
Q=433.5¿(35.374 )1.0788∗8.3660.5394∗( 10.67
)0.4604
∗25.3752.618=364247375 ft3/dia
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