ARACELLY MELISSA CACERES CHALLAPA S4095-9 ING. PETROLERA

MECNICA DE FLUIDOSPRCTICO N 31.- Defina:a) PorosidadLa porosidad se define como el volumen de espacios vacos en el volumen total de la roca, y se estima en %. La porosidad puede ser primaria (deposicional o predeposicional) o secundaria (diagentica). Para caracterizar petrogrficamente la porosidad se emplean resinas coloreadas por pigmentos, normalmente de azul (azul de metileno), que son introducidas en el sistema poroso de los componentes, sedimentos o rocas (consultar en documento de las principales tcnicas petrogrficas).b) Porosidad promedioEs la sumatoria de todas las porosidades que se encuentran en una estructura o sea el promedio de las porosidades de todos los cuerpos contenidos en una estructura rocosaExisten varios promedios, los principales son: aritmtico, ponderado y estadstico o geomtricoPromedio aritmtico

Promedio ponderado

Promedio estadstico o armnico

2.- Defina:a) permeabilidadLa permeabilidad se define como la capacidad que tiene una roca de permitir el flujo de fluidos a travs de sus poros interconectados. Si los poros de la roca no se encuentran interconectados no puede existir permeabilidad.La permeabilidad es la capacidad que tiene un material de permitirle a un flujo que lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a travs de l una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.b) Indique los tipos de permeabilidad y explique cada unaPermeabilidad absoluta: Es aquella permeabilidad que se mide cuando un fluido satura 100 % el espacio poroso. Normalmente, el fluido de prueba es aire o agua. Permeabilidad efectiva.: Es la medida de la permeabilidad a un fluido que se encuentra en presencia de otro u otros fluidos que saturan el medio poroso. La permeabilidad efectiva es funcin de la saturacin de fluidos, siempre las permeabilidad es relativas son menores que la permeabilidad absoluta.Permeabilidad relativa.: Es la relacin existente entre la permeabilidad efectiva y la permeabilidad absoluta.3.- Defina saturacin de fluidosEs la relacin que expresa la cantidad de fluido que satura el medio poroso. Conocida dicha cantidad y la extensin del volumen poroso se puede volumtricamente determinar cunto fluido existe en una roca.La saturacin de un fluido (Sf), es el porcentaje del volumen poroso ocupado por un fluido en particular, O bien el volumen del fluido (Vf) medido a la presin y temperatura a que se encuentra en el medio poroso, entre el volumen de poros (Vp)4.- Defina flujo isotrmicoEs un conducto tiene lugar un flujo isotrmico cuando el calor transferido desde el fluido al exterior a travs de las paredes del conducto y la energa generada por la friccin se compensa de forma que la temperatura del fluido se mantiene constante. Siendo que la tuberas no tan aisladas y que la temperatura tanto del interior como del exterior del conducto con un fluido que fluye por el interior a baja velocidad.

Dnde: P1= Presin en el punto 1 P2= presin en el punto 2 G= gasto o caudal en peso T= temperatura absoluta g= aceleracin de la gravedad A= rea de la seccin recta del conducto F= coeficiente de friccin L= longitud del tramo entre el punto y punto 2 D= dimetro de la tubera5.- Defina flujo isentropicoCuando un flujo es adiabtico de proceso reversible y sin rozamiento se llama flujo isotrpico. Es adiabtico si no hay transferencia de calor desde el sistema al medio que lo rodea y tampoco al contrario. Isotrpico significa que la entropa no vara.6.-Explique:a) Coeficiente de contraccinEs la relacin entre el rea contrada y la del orificio a travs del cual fluye un fluido. Su valor numrico para un fluido determinado vara con el dimetro del orificio y la carga. El coeficiente de contraccin disminuye con un dimetro mayor y con un incremento en la cargab) Coeficiente de descargaEl coeficiente de descarga cd es la relacin entre el caudal que pasa a travs de un dispositivo y el caudal real.cd= caudal real / caudal ideal7.- Qu son los Surfactantes?Los surfactantes son agentes qumicos "activos en superficie"; cuando los surfactantes se disuelven en agua se concentran en interfaces, como agua-aire o agua-aceite, y ah ejercen diversas funciones: humedecen, emulsifican, dispersan y solubilizan; favorecen o impiden la formacin de espuma; son antiestticos y lubricantes; tambin dan brillo y afectan a ciertas propiedades reolgicas.

8.-Explique:a) Dimetro nominalEl trmino dimetro nominal se refiere al dimetro interior de un tubo. Cada vez que indicamos el dimetro nominal de un tubo estamos definiendo igualmente la presin nominal, la clase de material y todas las medidas concernientes al tubo.

b) Numero de karmanEs una cantidad dimensional que se optiene del producto del nmero de Reynolds y la raz cuadrada del factor de friccin lo que indica la turbulencia interna del fluido.9.- Defina:a) Perdidas de cargaEs la perdida de energa debido a la friccin en otras palabras es la energa disipada por el peso del fluido; la perdida de carga est relacionada con otras variables fluido dinmicas segn sea el tipo de flujo, laminar o turbulento.b) Flujo permanenteTambin llamado flujo estacionario, es permanente cuando las propiedades del fluido y las condiciones del movimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo. As mismo en cualquier punto de un flujo permanente, no existen cambios en la densidad, presin, temperatura o caudal con el tiempoc) Flujo uniformeEl flujo es uniforme cuando en cualquier punto del fluido el vector velocidad es idntico ( en magnitudes, direccin y sentido) en un instante dado, esto implica que las magnitudes especificas del fluido no varan de un punto a otro.10.-Defina:a) La energa potencialLa energa potencial es la energa que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en funcin exclusivamente de su posicin o configuracin. Puede pensarse como la energa almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra U o Ep. Se refiere a la energa que posee el elemento del fluido debida a su elevacin respecto a la cota de referencia y se determina cuantitativamente por el producto del peso del elemento por la distancia vertical de este.b) La energa cinticaEs la energa que posee un fluido debido a su velocidad. La energa cintica de un cuerpo es aquella energa que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada.c) La energa de presinEs llamada tambin energa de flujo, es la cantidad de trabajo que se requiere para forzar al fluido a moverse a travs de cierta distancia encontrar la presin.

Dnde: Ef = energa de presin P= Presin W = peso = peso especifico

d) PotenciaPotencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. La potencia mecnica aplicada sobre un slido rgido viene dado por el producto de la fuerza resultante aplicada por la velocidad

11.- Defina:a) Flujo laminarUn flujo laminar es cuando las partculas fluidas se mueven segn trayectoria paralelas formando capas o laminas. Todo flujo laminar posee un numero de Reynolds menor a 2100.

Dnde: = tensin cortante = viscosidad diferencial de velocidad diferencial de altura

b) Flujo turbulentoEn el flujo turbulento las partculas fluidas se mueven en forma desordenada en todas las direcciones. Es posible conocer la trayectoria de una partcula individualmente, este posee un nmero de Reynolds mayor a 2100. En el flujo turbulento las partculas se mueven en trayectorias irregulares, que no son suaves ni fijas. El flujo es turbulento si las fuerzas viscosas son dbiles en relacin con las fuerzas inerciales.

c) Velocidad criticaEs aquella velocidad por debajo de la cual toda turbulencia es amortiguada por la accin de viscosidad del fluido. Es la velocidad lmite entre el flujo laminar y el turbulento el cual posee un numero de Reynolds alrededor de 2100 en la mayora de los casosd) Coeficiente de friccinEl coeficiente de friccin es un coeficiente adimensional que expresa la oposicin que ofrecen dichas superficies. El coeficiente de rozamiento o coeficiente de friccin expresa la oposicin al movimiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto. Es un coeficiente a dimensional. Usualmente se representa con la letra griega (mu).La mayora de las superficies, aun las que se consideran pulidas son extremadamente rugosas a escala microscpica. Cuando dos superficies son puestas en contacto, el movimiento de una respecto a la otra genera fuerzas tangenciales llamadas fuerzas de friccin, las cuales tienen sentido contrario a la fuerza aplicada.13.- Explique:a) Fluidos de perforacinEl fluido de perforacin es un lquido o gas que circula a travs de la sarta de perforacin hasta la barrera y regresa a la superficie por el espacio anular. Es una mezcla heterognea de una fase continua ( agua aceite) con la fase que son los aditivos que se agregan y que pueden estar disueltos o dispersos en el medio continuo con la finalidad de darle al lodo propiedades adecuadas para que puedan cumplir funciones especficas en la perforacin de pozos petroleros. Hasta la fecha de un pozo de gas o aceite no se puede perforar sin este concepto bsico del fluido circulante. Es un fluido de caractersticas fsico-Qumicas apropiadas. Puede ser aire, gas, agua, petrleo y combinaciones de agua y aceite con diferente contenido de slidos.

b) La clasificacin de los fluidos de perforacinLos fluidos de perforacin e clasifican en 3 principales grupos: Lodos base agua Lodos base aceite Lodos aireados, gas , espuma14.-Explique la ecuacin de Bernoulli y su aplicaciones a los casos ideal y realEl principio de Bernoulli es una sencilla relacin matemtica que relaciona los cambios en la energa cintica, la energa potencial y la presin en un fluido en el que no hay disipacin. El principio de Bernoulli para un fluido incompresible (el agua e incluso el aire a baja velocidad se asemejan mucho al modelo de fluido incompresible) y en ausencia de campos de fuerzas (sin gravedad) y en condiciones estacionarias (la distribucin de velocidades del fluido por todo el espacio no cambia con el paso del tiempo). ppresin; p+v22=constante

densidad; vrapidez.

Esta ecuacioncita algebraica y diminuta tiene un tremendo poder simplificador. Si el fluido sigue siendo incompresible y estando en condiciones estacionarias pero ahora hay un campo de fuerzas potenciales, el principio de Bernoulli sigue adoptando una forma muy sencilla:p+v22+U=constante

U es la energa potencial por unidad de masa. Si no nos movemos mucho, el campo gravitatorio tiene una aceleracin de magnitud casi constante g y apunta hacia abajo; su energa potencial por unidad de volumen es U = g z, donde z es la coordenada segn la direccin vertical positiva hacia arriba. Bernoulli dedujo el principio que lleva su nombre slo para lquidos incompresibles, pero es posible generalizarlo para fluidos compresibles. La forma de la ecuacin resultante depende del modelo de comportamiento del fluido. Para un gas ideal, tiene el siguiente aspecto:v22+a(1)+U=constante

APLICACIONES DE ECUACIN DE BERNOULLI El principio de Bernoulli tiene una aplicacin muy til: medir la rapidez con la que se mueve un avin en relacin al viento. Esto se hace con un tubo de Prandtl que mide la presin esttica (la presin del aire sin frenar) y la presin de remanso (es decir, la presin del aire tras frenarlo suavemente hasta que acompaa al avin). La variacin de la energa potencial es despreciable. Conocidas las presiones y la celeridad de remanso (que es nula), descubrir la rapidez aerodinmica del avin es slo cuestin de despejar. El principio de Bernoulli sirve para explicar cmo funciona un ala a partir de la cinemtica del viento alrededor de ella. La forma del ala es tal que la corriente se mueve ms deprisa por encima de ella y ms despacio por debajo. Por el principio de Bernoulli, la presin es ms baja en la cara superior del ala y ms alta en la cara inferior; esto da lugar a una fuerza resultante positiva hacia arriba: la fuerza de sustentacin.15.-Explique:a) Longitud equivalenteSe refiere a la perdida por friccin para una tubera recta a lo largo de una longitud, considerando que la tubera no tiene tipo alguno de accesorio (llaves, codos, empates, etc.). En caso de que se quieran determinar estas prdidas por accesorios uno puede hacerlo por medio de tablas que permiten determinar la longitud del tuvo recto a que equivale el accesorio que consideremos.b) Accesorios en la instalacin para el transporte de fluidosLos accesorios son el conjunto de piezas modelas o mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las lneas estructrales de tuberas de una planta de procesos. Estos accesorios son: Vlvula de asiento Vlvula de ngulo Vlvula de retencin Empalme de 180 Empalme en T Codo y reduccin Codo de medio curvatura y T tipo Vlvula a tajadera Conexin en T Codo angular Boquilla de borda Ensanchamiento brusco Embocadura ordinaria Contraccin brusca Codo de 4516.-Explique:a) Flujo volumtricoEl flujo volumtrico o tasa de flujo de fluidos es el volumen de fluido que pasa por una superficie dada en un tiempo determinado. Usualmente es representado con la letra Q mayscula.Algunos ejemplos de medidas de flujo volumtrico son: los metros cbicos por segundo (m3/s, en unidades bsicas del Sistema Internacional) y el pie cbico por segundo (cu ft/s en el sistema ingls de medidas).Dada un rea A, sobre la cual fluye un fluido a una velocidad uniforme v con un ngulo \theta desde la direccin perpendicular a A, la tasa del flujo volumtrico es:

En el caso de que el flujo sea perpendicular al rea A, es decir, \theta = 0, la tasa del flujo volumtrico es:1

b) Flujo en pesoEs el peso del fluido que circula en una seccin por unidad de tiempo. Flujo en peso = flujo volumtrico o caudal * peso especfico del fluidoUnidades: N/segc) Flujo msicoEs la masa de fluido que circula en una seccin por unidad de tiempo.Flujo msico = flujovolumtrico o caudal * densidad del fluidoUnidades: kg/seg, slugs/seg, lbm/seg17.- Explique el teorema de Torricelli y escriba la ecuacinEste teorema es una aplicacin del principio de Bernoulli, el cual va a estudiar el flujo de un lquido contenido en un recipiente, a travs de un pequeo orificio que est bajo la accin de la gravedad. Para el estudio de los fluidos se tienen que considerar entre otras cosas, la velocidad, la presin, el flujo y el gasto del fluido. Tambin es necesario saber que el fluido es un lquido incomprensible, que es despreciable la perdida de energa por viscosidad y que el flujo de los lquidos es en rgimen estable, es decir, que su velocidad es en cierto punto, independiente del tiempo.

18.-Explique la ecuacin de la energa y escriba la ecuacinSe obtiene la ecuacin de energa al aplicar al flujo fluido el principio de conservacin de la energa. La energa que posee un fluido en movimiento esta integrada19.- Explique el concepto de altura de velocidad

20.-Explique:a) Potencia til

b) Rendimiento