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111Equation Chapter 1 Section 1Mecánica de Fluidos No Newtonianos
Taller 1
Hugo Armando Vargas Fajardo – 20132121753
Universidad SurcolombianaAgosto 25, 2015
I. BREVE DESCRIPCIÓN: IMPLEMENTACIÓN Y DESARROLLO
Esta práctica está orientada a darnos un breve repaso a la Mecánica de fluidos Newtonianos y las Propiedades de los Fluidos de Yacimientos, ya que estas son bases para poder entender y encontrar un importante factor de aplicabilidad de la Mecánica de Fluidos No newtonianos a la ingeniería de Petróleos; teniendo en cuentas las diferentes propiedades que presentan los fluidos, tipos de flujo, tipos de tuberías, factor de fricción y gradientes de presión.
II. RESULTADOS
Las evidencias de esta práctica son:
1. Un crudo tiene una gravedad API de 20. Estime la viscosidad de dicho crudo a 60°, 80 °F, 100 °F, 120 °F y 150 °F
Luego de consultar las diferentes correlaciones para estimar la Viscosidad del crudo y comparando los rangos de aplicación de cada una de ellas, se optó por usar la Siguiente:
- Correlacion de Beggs, H.D y Robinson, J.R: (Petróleo Libre de gas)
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Donde:
Para realizar los cálculos de la Viscosidad a diferentes T:
j=1;%% Viscosityfor T=70:10:160temp(j,1)=T;yapi=20;z=3.0324-0.02023*yapi;y=10^z;x=y*T^(-1.163);viscosity(j,1)=(10^x)-1j=j+1;end
Obteniendo los Siguientes Resultados:
Temp [°F] Viscosity [Cp]70 1079.3180 394.5590 182.96
100 99.82110 61.13120 40.76130 28.97140 21.63150 16.79160 13.45
2. Cuál será el máximo caudal (en gal/min) para bombear el crudo del problema anterior en flujo laminar por una tubería de 2” de ID. Resuelva para cada una de las temperaturas.
Se tiene que:
Nota: Debido a que el rango de T de la correlación es 70 – 295 °F. Se Inicia en el valor más cercano 70 °F.
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212\* MERGEFORMAT (.) Donde
Para Flujo laminar:
313\* MERGEFORMAT (.)
Remplazando (1.2) en (1.1)
414\* MERGEFORMAT (.)
515\* MERGEFORMAT (.)
Se realizan los cálculos:
%Flujo Laminar NRe<=2100d=2; %inchSG=(141.5/(yapi+131.5));p=SG*8.338;Q=((2100*2)/(378.95*p)).*viscosity
Obteniendo:
Temp [°F]
Q [Gal/min]
70 1536.0680 561.5290 260.39
100 142.06110 87.01120 58.01130 41.23140 30.79150 23.90160 19.14
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3. Cuál será el gradiente de presión por fricción para cada una de las respuestas del problema 2.
Tenemos que:
Se realizan los cálculos:
%% Friction Factorf=64/2100;dP=((f*p)/(154.74*d^5)).*(Q.^2)
Resultados:
4. Cuál será el gradiente de presión total (fricción mas hidrostático) para cada una de las respuestas del problema 2 si la tubería se encuentra inclinada 45° y el flujo es cuesta-arriba?
Para Gradiente Presión Total:
Temp [°F]
dP [PSIa/in]
70 113.0980 15.1190 3.25
100 0.97110 0.36120 0.16130 0.08140 0.05150 0.03160 0.02
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Se realizan los cálculos:
%% Hydrostatic PressurehP=p*sin(45);%% Total PressuretP=dP+hP
IV. RECURSOS TÉCNICOS
Mathworks, MATLAB
Msc. Catalina Gonzales Castaño, Introducción a Matlab
V. REFERENCIAS
[1] Amos Gilat, Matlab: Una introducción con ejemplos prácticos.
[2] Mathworks, Titles and Labels, http://www.mathworks.com/help/matlab/titles-and-labels.html
[3] Mathworks, Sort array elements, http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/sort.html
Temp [°F]
tP [PSia/in]
70 119.7280 21.7490 9.88
100 7.59110 6.99120 6.79130 6.71140 6.67150 6.65160 6.64