INFORME FINAL DE MECANICA DE FLUIDOS EN UNA MAQUETA PETROLIFERA.

INFORME FINAL DE MECANICA DE FLUIDOS EN UNA MAQUETA PETROLIFERA.

FINAL REPORT OF FLUID MECHANICS IN A PETROLEUM MACHINE.

Ariza Álvarez Gerardo Alexis1, Guerra López Camilo Andres2,                                                                         Muñoz Castro Jeesson Mauricio3, Paz Solis Javier Alejandro4, Sánchez Palacios Sebastián5

Fundación Universitaria de Popayán

Popayán, Colombia.

1gerardoarizaalvarez@hotmail.com, 2kmilo24n@hotmail.com,                                                    3jeesson.munoz@hotmail.com, 4alejandroop321@hotmail.com 5sebasanchez17@hotmail.com

     Resumen – En esta maqueta se analiza la mecánica de fluidos, en estado líquido, en una maqueta de extracción y tratamiento de petróleo. Este líquido se lo toma como fluido laminar para un análisis mas factible, utilizando básicamente la Ecuación de Bernoulli.

     Indice de Términos – Bernoulli, Continuidad, Fluido, Laminar, Liquido, Tubería.

     Abstract - In this model the fluid mechanics, in the liquid state, is analyzed in a model of oil extraction and treatment. This liquid is taken as laminar fluid for a more feasible analysis, basically using the Bernoulli Equation.

     Keywords – Bernoulli, Continuity, Fluid, Laminate, Liquid, Pipe.

I.  INTRODUCCIÓN

     En la maqueta petrolífera se estudia la cinemática de fluidos, en este caso un fluido líquido, donde se analiza el movimiento del fluido bajo ciertas condiciones, como fluir dentro de una tubería, tanto en forma vertical hacia arriba o caída libre, como en forma horizontal.

     Para ser más factible este estudio, se toma el líquido como un flujo laminar, que se trata de que la trayectoria de las partículas del fluido nunca se cruzan unas con otras, y todas estas partículas tienen igual velocidad en un punto dado.

II. MARCO TEORICO

     Uno de los conceptos a usar son las Fuerzas Hidrostáticas sobre superficies planas, donde se puede deducir la presión que ejerce el líquido sobre las paredes de los recipientes, la formula a usar es:

[pic 1]

     Basándonos en la Ecuación de Continuidad, se deduce la masa, volumen, caudal másico y caudal volumétrico, en un punto de la tubería en estudio. En su respectivo orden, las formulas a usar son:

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

     También, gracias a la Ecuación de Bernoulli, se puede determinar la velocidad de salida del líquido de un recipiente abierto, y el tiempo de vaciado del mismo. En orden, las formulas son:

[pic 6]

[pic 7]

     La velocidad promedio de un fluido en una tubería circular, se determinar desde la conservación de la masa, con la formula:

[pic 8]

     Y para las tuberías que tienen inclinación,

III. METODOLOGIA

     La maqueta se realiza con la idea de recrear una empresa petrolífera, simulando así desde la extracción, el transporte de petróleo por medio de tuberías, y el almacenamiento del mismo.

     Como principio, se ubica la torre extractora de petróleo, donde lleva nuestro fluido liquido desde un recipiente interno a un primer tanque de almacenamiento que esta en la parte superior de toda la maqueta para alimentar a todo el sistema de tuberías por medio de gravedad Fig1. Para esta operación se utilizo una motobomba para subir el liquido hasta el recipiente.

[pic 9]

Fig 1.

     Siguiendo con la línea propuesta, se conecta el tanque principal de almacenamiento a un segundo tanque, donde su función seria el de filtrado y distribución Fig2. Y posteriormente se divide en dos tuberías, una que se dirige a una simulación de condensación, para extraer gas de petróleo, y la siguiente línea se dirige a una simulación de extracción de gasolina Fig3.

[pic 10]

[pic 11]

Fig 2.

Fig 3.

     La primera simulación, donde es un condensador, llega el petróleo y este se convierte en gas y se lleva a un tanque de almacenamiento de gases, y los residuos se transportan a otra tubería de desechos Fig4.

[pic 12]

Fig 4.

     La segunda simulación, es una refinería para extraer gasolina, cuenta con una mezcladora donde posteriormente separa de los residuos mas densos de los residuos mas livianos Fig5. Los residuos mas densos se dirigen a una tercera fase para realizar otros productos.[pic 13]

Fig 5.

     La tercera etapa del fluido es donde reciben los residuos densos de la segunda fase y se transforman en materia prima para productos como vela, plásticos, pegantes y demás Fig6.[pic 14]

Fig 6.

     Los materiales para construir esta maqueta, es principalmente MDF, que sus siglas en ingles son Medium Density Fibreboard, y en español Tablero de Fibra de Densidad Media, que es un producto Elaborado con fibras de maderas y aglutinadas con resinas sintéticas y posteriormente prensada. Con este material se elaboro la base y cada una de las estructuras. Para la simulación de tubería se uso manguera plástica transparente para ver el movimiento del fluido.

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