Modelamiento de flujo compresible por el método de volúmenes finitos en gasoductos

Abstract

En este trabajo se presenta el modelado de flujo compresible en tubería por medio de la dinámica computacional de fluidos, que se constituye en este caso en una herramienta valiosa para el análisis y estudio bajo condiciones de flujo tridimensional, considerando la transferencia de calor y los cambios en la dirección de flujo, en estado transitorio en regímenes Laminar y Turbulento. El modelo desarrollado se baso en el sistema de Ecuaciones de Navier Stokes Compresibles (conservación de la masa, cantidad de movimiento y la energía), solucionado por el método de los Volúmenes Finitos. La discretización espacial se realizo con mallas no estructuradas y como criterio de estabilidad se utilizo el número de Courant RMS, el solucionador empleado fue el CFX. Se simularon dos casos, el primero presenta cambios de elevación y el segundo una troncal con derivaciones, con el fin de observar la incidencia sobre los perfiles de presión y velocidad. Además, se efectuó un análisis de sensibilidad de flujo como variable operacional más inestable, ya que, su comportamiento está regulado por la demanda de Gas. La validación de los resultados obtenidos se hizo con datos reales suministrados por una empresa transportadora de Gas, logrando establecer una metodología de trabajo que permite abordar análisis de ingeniería de detalle sobre modelos de gasoductos troncales en las zonas críticas de movimiento de gas.