Normas de Cálculo de Caudal.

Análisis de versiones de AGA3

Elementos integradores de caudal1.- Registrador Circular ( diario)

• La integración se hace gráficamente y en tiempo diferido• El resto de los factores de cálculo se asumen como

constantes.

Elementos integradores de caudal2.- Computador de Caudal

• La integración se realiza en tiempo real• Los factores se corrigen en tiempo real en función de las

variables de flujo.

Cambio en las versiones de AGA3

1.- 1985 

Se establece una constante del tramo de medición, cuyos factores se calculan en función de las condiciones de diseño y las dimensiones del puente.

  2.-1992 

Se calcula el caudal a intervalos de 1 ó 2 segundos. Los factores que afectan a la medición son calculados

en cada punto, debiendo realizar interacciones ya que muchos de ellos son función del mismo caudal.

Cálculo del FPV

1.-NX19

Calcula el factor de supercompresibilidad en función de la densidad y los inertes N2 y CO2

 

2.-AGA8

Calcula la compresibilidad del gas conociendo la composición molar del fluido (datos de cromatografía).

Puede realizar un cálculo similar a NX19 (a partir de los mismos datos), pero lo que hace es estimar una composición a partir de los datos, con la que realiza el cálculo.

Cálculo de Caudal

Qf =a

1- 4

Qf =a

1- 4

Qf = Cda

1- 4

2

2

2

g h

g h Y

g h Y

Cálculo de Caudal

Cd es función de: 1.- Nro de Reynols2.- Longitudes rectas aguas arriba y aguas abajo3.- Relación 4.- Radio de curvatura del borde de ataque de la placa5.- Espesor de la placa6.-Ubicación de las tomas de presión7.- Diámetro de las tomas de presión8.- Rugosidad

Ecuación de estado de los gases

De condiciones de fluencia a condiciones base

TbQbPb

ZbZf

TfQfPf

Ecuaciones básicas

AGA3 ver 85Qv = Fb . Fr . Y . Fpb . Ftb . Ftf . Fg . Fpv . Extensión

 

 

AGA3 ver 92Qv = Fn . ( Fc + Fst ) . Y . Fpb . Ftb . Ftf . Fg . Fpv . Extensión

 

FactoresVersión 1985

Fb = Factor baseFr = Factor de Reynols

 Versión 1992

Fn = Factor de conversión numéricaFc = Factor de cálculo de orificioFsl = Factor de forma

 Comunes

Y = Factor de expansiónFpb = Factor de presión baseFtb = Factor de temperatura baseFtf = Factor de temperatura de flujoFg = Factor de gravedad específicaFpv = Factor de super compresibilidad

Solución del coeficiente de descarga Cd

Este coeficiente depende de las dimensiones del puente de medición y de la placa y del número de Reynols del fluido.

 

Cd = f ( d , D , Re )

 

El nudo del problema reside en que el número de Reynols, que tiene en cuenta la turbulencia del fluido, es función del caudal pasante.

Solución para la versión 1985Esta versión se pensó para trabajar con registrador circular (tipo Foxboro 40) luego, salvo la extensión, se considera al resto de los factores como constantes para un determinado rango de caudal.

Qv = C´. Extensión

El coeficiente de descarga se calcula para un número de Reynols proporcional al diámetro del orificio. 

Re = ( 1.000.000 x d ) / 15 

El coeficiente de descarga junto con las constantes de transformación a condiciones base conforman el factor base.

Fb = f ( cte. , d , Cd ) 

Luego se corrige con un coeficiente que es función de la presión estática y la presión diferencial de diseño y de una constante obtenida de una tabla empírica para distintos valores del b del puente de medición. Este coeficiente de corrección se conoce como factor de Reynols . 

Fr = f ( K , Pf , hw )

Solución para la versión 1992Esta versión aparece con los computadores de caudal en linea, ahora en ves de integrar mecánicamente la raíz del producto de la presión por la presión diferencial y multiplicar esto por una constante, se puede integrar directamente el caudal calculado en cada punto. El coeficiente de descarga se expresa como suma de dos factores Fc y Fsl

 Cd = Fc + Fsl

 Fc puede ser considerado constante para un puente de medición admitiendo un error del 0,01 %. Fsl solamente puede obtenerse por integración.Por ese y dado que se trabaja con sistemas de micro cómputo es factible calcular el coeficiente de descarga haciendo cálculos iterativos hasta encontrar el factor de Reynols exacto.

Re = 47.0723 x ( Qv x Gr ) / D

 Re = Número de ReynolsQv = Caudal en condiciones standardGr = Densidad relativa del gas realD = Diámetro interno del tubo a temperatura del gas.