Simulación de Flujo Transitorio en Líneas de Gasoducto usando el Método de Volúmenes Finitos

Resumen

El análisis de flujo transitorio es fundamental en la simulación del procesamiento del gas natural, ya que permite ajustar los sistemas a condiciones operacionales que permitan obtener altos niveles de eficiencia. La simulación de tuberías y redes de gas natural requiere de modelos matemáticos que describen las propiedades del fluido. Existen modelos que se han desarrollado con base en las leyes de la mecánica de los fluidos que rigen estos procesos, y que presentan ecuaciones difíciles de resolver. En esta investigación se describe el método de volúmenes finitos totalmente implícito para el cálculo de flujo en líneas de gasoducto, bajo condiciones isotérmicas y régimen transitorio. La simplificación, discretización y la implementación de las ecuaciones son abordados a largo de este documento. El modelo fue sometido a dos evaluaciones: variación sinusoidal del flujo másico y apertura-cierre de válvula a la salida del gasoducto, mediante la comparación de dos modelos: método de diferencias finitas totalmente implícito y método de las características. Este método resultó ser eficiente en las distintas simulaciones de transitorios lento y rápido, coincidiendo las oscilaciones de flujo con su frecuencia natural