Flujo De Gas Unidad V

Efecto térmico en el flujo de gas.

En un flujo usualmente hay cambios en la presión, asociados con cambios en la velocidad. En general, estos cambios de presión inducirán a cambios de densidad, los cuales influyen en el flujo, si estos cambios son importantes los cambios de temperatura presentados son apreciables. Aunque los cambios de densidad en un flujo pueden ser muy importantes hay una gran cantidad de situaciones de importancia práctica en los que estos cambios son despreciables.

El flujo de un fluido compresible se rige por la primera ley de la termodinámica en los balances de energía y con la segunda ley de la termodinámica, que relaciona la transferencia de calor y la irreversibilidad con la entropía. El flujo es afectado por efectos cinéticos y dinámicos, descritos por las leyes de Newton, en un marco de referencia inercial –aquel donde las leyes de Newton son aplicables-. Además, el flujo cumple con los requerimientos de conservación de masa. Es sabido que muchas propiedades, tales como la velocidad del fluido en un tubo, no son uniformes a lo largo de la corriente.

http://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_compresible

Ondas (surges) de presión al cerrar una válvula.

El golpe de ariete se origina debido a que el fluido es ligeramente elástico (aunque en diversas situaciones se puede considerar como un fluido no compresible). En consecuencia, cuando se cierra bruscamente una válvula o un grifo instalado en el extremo de una tubería de cierta longitud, las partículas de fluido que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen aún en movimiento. Esto origina una sobrepresión que se desplaza por la tubería a una velocidad que puede superar la velocidad del sonido en el fluido. Esta sobrepresión tiene dos efectos: comprime ligeramente el fluido, reduciendo su volumen, y dilata ligeramente la tubería. Cuando todo el fluido que circulaba en la tubería se ha detenido, cesa el impulso que la comprimía y, por tanto, ésta tiende a expandirse. Por otro lado, la tubería que se había ensanchado ligeramente tiende a retomar su dimensión normal. Conjuntamente, estos efectos provocan otra onda de presión en el sentido contrario. El fluido se desplaza en dirección contraria pero, al estar la válvula cerrada, se produce una depresión con respecto a la presión normal de la tubería. Al reducirse la presión, el fluido puede pasar a estado gaseoso formando una burbuja mientras que la tubería se contrae. Al alcanzar el otro extremo de la tubería, si la onda no se ve disipada, por ejemplo, en un depósito a presión atmosférica, se reflejará siendo mitigada progresivamente por la propia resistencia a la compresión del fluido y la dilatación de la tubería.

Velocidad máxima.

La velocidad máxima de un flujo compresible en una tubería está limitada por la velocidad de propagación de la onda de presión que viaja a la velocidad del sonido en el fluido. Puesto que, la presión cae y la velocidad aumenta a medida que el fluido circula aguas abajo, la velocidad máxima se presentará aguas abajo, al final de la tubería.

Si la caída de presión es lo suficientemente alta, la velocidad de salida será la velocidad del sonido, Si se continúa disminuyendo la presión aguas abajo, esta disminución no se sentirá aguas arriba, debido a que la onda de presión solo puede viajar a la velocidad sónica y la señal nunca llega aguas arriba. La caída de presión que se obtiene al bajar la presión de salida por debajo de la correspondiente a la que produciría la velocidad máxima, se pierde en remolinos y turbulencias después de la descarga de la tubería.

El Ingeniero debe ser muy cuidadoso, y debe investigar si existe la posibilidad de obtener flujo sónico, cuando la caída de presión resultante se aproxime a los valores siguientes:

• Presión estática (head) en líneas de flujo.

El movimiento de un fluido está definido por un Campo Vectorial de Velocidades correspondientes a las partículas del flujo, y un Campo Escalar de Presiones en función de la posición y el tiempo, correspondientes a los distintos puntos del mismo.

En cada instante se puede definir en cada punto del espacio un vector velocidad que es el de la partícula fluida que pasa por él en ese momento. El conjunto de todos estos vectores constituyen el campo vectorial de velocidades.

Se denomina Línea de Flujo a la trayectoria seguida por un elemento de un fluido móvil. En general, a lo largo de la línea de flujo, la velocidad del elemento varía tanto en magnitud como en dirección. Si todo elemento que pasa por un punto dado sigue la misma trayectoria que los elementos precedentes, se dice que el flujo es estacionario.

En estado estacionario, la velocidad en cada punto del espacio no varía con el tiempo, si bien la velocidad de una parte determinada del fluido puede cambiar de un punto a otro.

Venteo (blow down).

Consiste en el no aprovechamiento del gas proveniente de un pozo de producción de petróleo, que se quema (tipo antorcha) por motivos de seguridad. Este procedimiento puede deberse a diversas causas: Por no existir instalaciones de gasoductos. Por tratarse de pozos ahilados Por tratarse de un gas con contenido de sustancias inertes nocivas al consumo (CO2 Y H2S).Despilfarro del gas natural por el intento del aprovechamiento exclusivo del petróleo.

Temperaturas Wellbore.

La temperatura desempeña un rol importante en diversos procesos de fondo de pozo, y sus mediciones se utilizan hace mucho tiempo para monitorear el desempeño de los pozos de producción. De hecho, desde la década de 1930, los ingenieros han utilizado los datos de temperatura de pozos para el cálculo de las contribuciones del flujo, la evaluación de los perfiles de inyección de agua, el diagnóstico de la efectividad de las operaciones de fracturamiento, la detección de tapones de cemento detrás del revestimiento y la detección de flujo cruzado entre zonas. Durante muchos años, la popularidad de esta medición muy básica fue eclipsada en gran medida por otras mediciones más exóticas obtenidas a través de conjuntos sofisticados de herramientas de adquisición de registros. No obstante, el desarrollo de la tecnología de fibra óptica ayudó a que resurgiera el interés en las mediciones de temperatura.

Si bien en el ámbito petrolero se utilizó inicialmente como medio de transmisión de datos y comandos, la fibra óptica ha evolucionado para convertirse en un sensor intrínseco de fondo de pozo. Durante la década de 1980, investigadores de la tecnología de fibra óptica desarrollaron una forma de medir la temperatura

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