CARGA DE CRUDO DE UN PETROLERO A UN RESERVORIO

CARGA DE CRUDO DE UN PETROLERO A UN RESERVORIO

1. INTRODUCCIÓN

En esta sociedad altamente industrializada el petróleo juega un papel muy importante, ya que el crudo al ser transformado se puede convertir en una gran variedad de productos utilizados especialmente en la industria y el transporte.

Para poder transformar el crudo se necesita ser transportado hacia las zonas de refinería, una de las formas de transportar este fluido es mediante tuberías, esta forma de transporte cumple principalmente los principios de hidrodinámica de flujos y los estudios energéticos que afloran a partir de la ecuación de Bernoulli, el estudio de los flujos turbulentos de fluidos ideales es una manera de enfrentar este problema.

En este proyecto de laboratorio de mecánica de fluidos se llevará a cabo un problema de transporte de crudo, mediante una bomba la cual transfiere este flujo constante desde una embarcación hacia un tanque de reserva de una refinería.

1. PROCEDIMIENTO DE SOLUCIÓN Y RESULTADOS

Caso 1: Diámetro de la tubería conocido el caudal y la caída de presión entre los puntos 2 y 4 Si se conoce que el caudal de operación del crudo es 582,30 gpm y la presión de salida en la bomba es 𝑝2 = 150 psig. ¿Cuál debe ser el diámetro interno y externo, D (pulgada) de la tubería que debería instalarse? Escoja el Schedule con el menor espesor de pared para el diámetro interno calculado.

[pic 1]

Figura 1. Esquema de descargue de crudo desde un petrolero hasta un reservorio.

Se desarrolló la solución del caso 1 con el software numérico EES y se obtuvieron los siguientes datos:

[pic 2]

1. Si la bomba en total tiene una eficiencia del 80%. ¿Cuánta potencia eléctrica (kW) es necesaria para poner en funcionamiento esta bomba?

Para este punto, se hizo el calculo manualmente de varias constantes y se obtuvieron valores muy parecidos a los calculados en el software.

[pic 3]

Donde:

• [pic 4]
• [pic 5]
• [pic 6]
• [pic 7]
• [pic 8]
• [pic 9]

Ecuación de Bernoulli

[pic 10]

Cancelando términos, queda la siguiente expresión:

[pic 11]

El diámetro y la  serían:[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

Para hallar la , se tiene la siguiente expresión:[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

Donde:

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

Entonces:

[pic 21]

Para hallar , se utiliza la siguiente formula: [pic 22]

[pic 23]

Donde:

[pic 24]

[pic 25]

F depende de y :[pic 26][pic 27]

[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

Reemplazando, da como resultado:

[pic 32]

Reemplando en la Ec. (3), se tiene:

[pic 33]

Reemplazando en la Ec. (2), se tiene:

[pic 34]

[pic 35]

Reemplazando en la Ec. (1), se tiene:

[pic 36]

[pic 37]

1. Para evitar que haya obstrucciones por vapor, la presión de la tubería debe estar siempre por encima de la presión de vapor del crudo. ¿Cuál debería ser la máxima elevación permitida del punto 3 medida desde el punto 4?

Aplicando la Ec. de Bernoulli, se tiene:

[pic 38]

Donde:

[pic 39]

Con pérdidas:

[pic 40]

[pic 41]

[pic 42]

...