Etica de ingenieria

INTRODUCCIÓN

En el ámbito profesional del ingeniero de petróleos es frecuente encontrarnos frente a problemas de pérdidas de energía por fricción en las tuberías de las baterías de recolección y tratamiento de crudo, por lo cual se hace necesario el manejar conceptos previos para lograr dar solución a dichos inconvenientes, en esta practica aplicaremos el concepto de pérdida de energía debidoa la fricción, teniendo en cuenta que existen otras pérdidas que son muy pequeñas (perdida de energía por accesorios) en relación a esta, por lo que solo trataremos la que representa una perdida significativa de energía. Además se calcularán las magnitudes de dichas pérdidas mediante datos experimentales y se realizaran los respectivos análisis.

OBJETIVOS

• Determinar el factor defricción para un flujo en una tubería.

• Calcular la magnitud de la perdida de energía para un flujo en tubería.

• Observar y evaluar el comportamiento de los caudales en la tubería.

MARCO TEÓRICO

A medida que un fluido circula por un conducto, tubo o algún otro dispositivo, ocurren perdidas de energía debido a la fricción interna del fluido tal como muestra la ecuación general de laenergía, tales perdidas de energía traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo.

Ecuación de Darcy-Weisbach

En la ecuación general de la energía:

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El termino hL se define como la energía perdida por el sistema una componente de la perdida de energía se debe a la fricción del fluido en movimiento. La fricción es proporcional a la cabeza develocidad del flujo y al cociente de la longitud entre el diámetro de la corriente de flujo, para el caso de flujo en conductos y tubos. Lo anterior se expresa matemáticamente en la ecuación de darcy:

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En donde:

hL= perdida de energía debido a la fricción (N.m/N,)
L = longitud de la corriente de flujo (m)
D = diámetro del conducto (m)
V = velocidad deflujo promedio (m/sg)
F = factor de fricción (adimensional)

Características de la ecuación de Darcy-Weisbach:

• Es una fórmula para determinar las pérdidas de energía por fricción.
• Ecuación racional, desarrollada analíticamente aplicando procedimientos de análisis dimensional.
• Es la fórmula más utilizada para calcular pérdidas de cabeza.
• La pérdida por fricción estáexpresada en función de las siguientes variables: longitud de la tubería, velocidad media de flujo (la que se puede expresar también en términos del caudal), diámetro de la tubería y depende también de un factor o coeficiente de fricción f.
• El coeficiente de fricción de Darcy – Weisbach es, a su vez, función de la velocidad, el diámetro del tubo, la densidad y viscosidad del fluido y  la rugosidadinterna de la tubería. Agrupando variables, se obtiene que f es función del número de Reynolds, así:

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• Con esta ecuación se pueden calcular las pérdidas de cabeza para cualquier fluido newtoniano, siempre y cuando se utilicen las viscosidades y densidades apropiadas. Esto constituye, la principal ventaja de esta fórmula, ya que las otras fórmulas estudiadas son empíricas y sólopueden aplicarse bajo condiciones muy específicas.

Perdida de fricción en flujo laminar

Cuando se tiene un flujo laminar, el fluido parece desplazarse en forma de varias capas, una sobre la otra. Debido a la viscosidad del fluido se crea una tensión de corte entre las capas del fluido. La energía del fluido se pierde mediante la acción de vencer a las fuerzas de fricción producidas por latensión de corte. Puesto que el flujo laminar es tan ordenado podemos derivar una relación entre la perdida de energía y los parámetros medibles del sistema de flujo. Esta relación se conoce como la ecuación de Hagen–Poiseuille para régimen laminar,

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Los parámetros implicados son las propiedades del flujo correspondientes a viscosidad y peso especifico, las características geométricas...