PROBLEMARIO DE LA MATERIA DE PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS
Enviado por Lizbeth Alvaro • 11 de Octubre de 2023 • Tareas • 1.806 Palabras (8 Páginas) • 21 Visitas
DIVISIÓN: INGENIERÍA PETROLERA Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros PROBLEMARIO DE LA MATERIA DE PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS, UNIDAD 4.
- Explique con sus propias palabras ¿qué entiende por una Ecuación de Estado?
Una ecuación de estado (EdE o EoS en Inglés) es una expresión analítica que relaciona la presión respecto a la temperatura y el volumen.
- Describa la expresión matemática de la ecuación de los gases ideales.
para n moles=[pic 1][pic 2]
- Enuncie las ecuaciones de estado que se practicarán en esta unidad, describiendo la expresión matemática de cada una de ellas.
La ecuación de estado más simple y mejor conocida para un peso molecular de cualquier gas ideal es la ecuación de los gases ideales, la cual se expresa matemáticamente como:
y se transforma en: [pic 3][pic 4]
Ecuación de estado de la compresibilidad para gases reales, es decir:
y se transforma en: [pic 5][pic 6]
- Problema. - Constantes de la ecuación de estado de van der Waals. Calcular las constantes de van der Waals para el 3-metil-hexano.
Formulas
[pic 7]
[pic 8]
Solución:
Para el 3-metil-hexano la y se obtienen de la tabla A-1 del apéndice A como y , respectivamente.[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]
[pic 13]
[pic 14]
Sustituyendo valores en la ecuación 4.17
[pic 15]
De igual manera, sustituyendo valores en la ecuación 4.18
[pic 16]
- Dibuje un diagrama Presión vs volumen específico para un componente puro, mostrando el comportamiento volumétrico pronosticado por la ecuación de estado de van der Waals.[pic 17]
- Problema. - Cálculo de las densidades de fluidos con la ecuación de estado van der Waals. En un cilindro cerrado se encuentra propano puro a 100 °F teniendo las fases líquido y vapor presentes. Empleando la ecuación cúbica de estado de van der Waals de dos parámetros, calcular la densidad de las fases líquido y vapor (gas).
Solución.
Etapa 1. Estimando la del propano puro a partir de las cartas de Cox descritas en la Unidad 3. Recordar que esta estimada es: .[pic 18][pic 19][pic 20]
Etapa 2. Calculando los parámetros a y b a partir de las ecuaciones 4.20 y 4.21, respectivamente.
[pic 21]
[pic 22]
[pic 23]
[pic 24]
Etapa 3. Calcular los coeficientes aplicando las ecuaciones 4.25 y 4.26.[pic 25]
[pic 26]
[pic 27]
[pic 28]
[pic 29]
Etapa 4. Sustituyendo los valores de dentro de la ecuación 4.24.[pic 30]
[pic 31]
[pic 32]
Etapa 5. Resolviendo el polinomio de tercer grado de la ecuación 4.7, obteniendo el mayor y menor valores (raíces) del polinomio. Para resolver este polinomio se utilizan métodos directos o iterativos.
Para la fase vapor se obtiene:
.[pic 33]
Y para la fase liquida:
[pic 34]
Etapa 6. Calculando las densidades de las fases líquido y vapor. Para la fase vapor se tiene:
[pic 35]
Sustituyendo valores:
[pic 36]
Y para la fase liquida:
[pic 37]
[pic 38]
- Problema. - Cálculo de las densidades de fluidos con la ecuación de estado van der Waals. En una celda cilíndrica cerrada se encuentra butano normal puro a 150 °F teniendo las fases líquido y vapor presentes. Empleando la ecuación cúbica de estado de van der Waals de dos parámetros, calcular la densidad de las fases líquido y vapor (gas).
Solución:
Etapa 1. Estimando la del butano puro a partir de las cartas de Cox descritas en la Unidad 3. La estimada es: [pic 39][pic 40][pic 41]
Etapa 2. Calculando los parámetros a y b a partir de las ecuaciones 4.20 y 4.21, respectivamente.
[pic 42]
[pic 43]
[pic 44]
[pic 45]
Etapa 3. Calcular los coeficientes A y B aplicando las ecuaciones 4.25 y 4.26.
[pic 46]
[pic 47]
[pic 48]
[pic 49]
Etapa 4. Sustituyendo los valores de A y B dentro de la ecuación 2.24.
[pic 50]
[pic 51]
[pic 52]
Etapa 5. Resolviendo el polinomio de tercer grado de la ecuación 2.7, obteniendo el mayor y menor valores (raíces) del polinomio. Para resolver este polinomio se utilizan métodos directos o iterativos.
Para la fase de vapor se obtiene:
[pic 53]
Y para la fase liquida:
[pic 54]
Etapa 6. Calculando las densidades de las fases líquido y vapor. Para la fase vapor se tiene,
[pic 55]
Sustituyendo valores:
[pic 56]
Para la fase liquida:
[pic 57]
[pic 58]
- Problema. – Cálculo de las densidades de líquido y vapor con la ecuación de Redlich-Kwong. Empleando la ecuación de estado de Redlich-Kwong repetir el Problema 102.
Etapa 1. Calculando los parámetros a, b, A, B.
[pic 59]
Sustituyendo valores:
[pic 60]
[pic 61]
Sustituyendo valores:
[pic 62]
[pic 63]
Sustituyendo valores:
[pic 64]
[pic 65]
[pic 66]
Etapa 2. Sustituyendo los valores calculados A y B en la ecuación 4.36
[pic 67]
[pic 68]
Etapa 3. Resolviendo el polinomio de tercer grado de la ecuación 4.36, obteniendo los valores mayor y menor se tiene:
[pic 69]
[pic 70]
Etapa 4. Calculando las densidades de las fases vapor y líquido. Con las ecuaciones 4,28 y 4.29. Respectivamente,
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