Análisis fluido dinámico de los gases que pasan a través de dos válvulas de control en la línea de cabecera del regenerador de una planta de desintegración catalítica

Abstract

Este trabajo contempla el análisis fluido – dinámico a una línea de cabecera en una refinería, la cual presenta vibraciones de alta frecuencia inducida por el flujo. Las altas vibraciones se originan en un tramo de 56 pulg de diámetro entre dos válvulas reductoras de presión. El flujo estudiado es gas de combustión, compuesto en su mayoría por nitrógeno N2. El caudal que maneja la línea es sumamente elevado, unos 180 millones de pies cúbicos al día, por lo cual el flujo es turbulento con un número de Reynolds en el orden de 106. El análisis se realizó implementando la simulación numérica por computadoras resolviendo un modelo de turbulencia derivado de las ecuaciones fundamentales de la mecánica de fluidos, conocida como estuaciones de Navier – Stokes. Para el desarrollo de las simulaciones se utilizó el programa comercial FLUENT de dinámica de fluidos computacional (CFD). Con la simulación se investigó el campo de velocidad y diferenciales de presión en el tiempo, así como las líneas de corriente y la formación de vórtices. Los resultados obtenidos en las simulaciones en dos dimensiones, abrieron paso para la realización de un modelo y simulación en tresdimensiones, en donde se pudo observar con mayor detalle la formación de vórtices y concentración de turbulencia en determinadas zonas del tramo de tubería en estudio.