INFORME FINAL DE MECANICA DE FLUIDOS EN UNA MAQUETA PETROLIFERA.

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IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Primero se halla el calculo para la extracción del petróleo al tanque principal de almacenamiento Fig1. Para hallar la diferencia de presión de esta sección, primero buscamos P1 despejando de la formula W1=P1V

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La presión en el inicio del sistema es de 8,7329 MPa, y a continuación se halla la presión en el punto máximo del sistema con la ecuación de Bernoulli.

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La presión en el punto máximo de esta maqueta es de 8,7273 MPa. Con estos dos datos hallados, mas los datos básicos, se puede encontrar la velocidad promedio del fluido y el flujo volumétrico con la ley de Poisiuille.

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Y con la misma Ley de Poisiuille, se halla el flujo volumétrico de esta seccion de extraccion.

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La extracción de fluido para esta maqueta tiene una velocidad maxima de 0,28m/s, y con un flujo volumetrico de 3,3cm3/s, teniendo en cuenta que la manguera cuenta con una longitud de 57cm y un diámetro de 0,54cm. A continuación se calcula la presión que esta ejerciendo el liquido sobre la superficie interna del recipiente. Para ello hallamos el centroide del recipiente, con el nivel de agua a 9cm.

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Esto quiere decir que la presión promedio se encuentra a 6cm por debajo del nivel del agua. Sabiendo esto se halla la presión que ejerce el liquido a esta altura, ignorando la presión atmosférica porque el recipiente se encuentra abierto.

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La presión promedio que ejerce el Liquido sobre el recipiente es de 588Pa.

En base a los resultados anteriores, se puede deducir que por todo el sistema debe fluir el liquido con el mismo flujo volumétrico. La variación se da en la distribución que hay en la segunda etapa de la maqueta Fig2. Aquí el liquido se distribuye en dos partes iguales porque ambas tuberías tienen el mismo diámetro y la misma altura desde el punto de salida; por lo tanto el flujo volumétrico se divide en dos, es decir 1,65cm3/s para cada manguera, y su velocidad promedio se calcula a partir de la formula:

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La velocidad se ve reducida debido a la Ley de la Continuidad, porque el flujo volumétrico se reduce y también afecta la velocidad y el caudal másico.

En la primera simulación de planta de condensación Fig4, sigue con la misma línea y no afecta el comportamiento del fluido, por lo que se mantiene el caudal másico volumétrico y velocidad promedio.

En la segunda simulación de planta de refinería, hay dos conductos, una para residuos con densidad baja y residuos con densidad baja Fig5. La salida del fluido se divide en dos partes iguales, porque ambas están al mismo nivel. Pero la velocidad si estaría comprometida porque el diámetro de la manguera es mas pequeño que todo el sistema. Por lo q se obtiene un caudal volumétrico de 0,83cm3/s para cada tubería. Y se halla la velocidad con la formula:

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Como se menciono anteriormente, la velocidad se altera porque el área de la manguera es inferior que las demás, y se sigue dando la ecuación de Continuidad, donde afirma que si se reduce el área transversal la velocidad aumenta.

En la tercera simulación Fig6, donde se tratan químicamente los residuos densos, se rige la ecuación de Continuidad, donde se conserva el flujo volumétrico, caudal másico, y velocidad promedio.

La maqueta cuenta con un sistema de retroalimentación, que no se encuentra en una petrolífera real, donde reciben los líquidos de las tres simulaciones y los lleva al tanque de almacenamiento de la motobomba. Aquí es donde el flujo volumétrico y velocidad promedio retoma los valores del principio, donde apenas se extrae el fluido.

IV. REFERENCIAS

Y. Cengel, “Mecanica de Fluidos: fundamentos y aplicaciones”, 1ra edición, Ed. McGraw-Hill. 2006

F. White, “Mecanica de Fluidos”, 6ta edicion, Ed. McGraw-Hill Interamericana de España.