Por favor explique, con oraciones completas, el procedimiento para obtener la solución de los problemas.
Las ecuaciones respectivas son parte de dicha redacción. La aplicación numérica va al final; y lo que es relevante es el resultado final, con las unidades en S.i.
1. Un yacimiento de petróleo en Utah (gringoLandia) tiene crudo ligero de viscosidad 4 E-3 Pa-s, y densidad de 860 kg/m3. Se perfora un ‘pozo’ a través de la formación rocosa hasta llegar al yacimiento a 3 mil metros de profundidad, donde se determina la presión (absoluta) que prevalece de P_o = 135 MPa. El diámetro de la tubería del pozo es 10 cm, y la rugosidad relativa (RR) es 1 E-3. . (a) Estime el flujo volumétrico inicial del aceite, considerando que la presión en el yacimiento 'implulsa' dicho flujo hacia la superficie, donde la presión es la atmosférica, i.e. Patm = 100 kPa. {considere que ƒ tiene un valor de 2.04 %}
(b) Si el petróleo crudo sale de ‘boca-pozo’ como un chorro vertical hacia la atmósfera, ¿cuál sería la altura máxima que dicho chorro alcanza?
Cuando la explotación de un campo petrolero se basa en la presión del yacimiento, se le denomina “Recpuperación Primaria”. Sin embargo, dicha presión disminuye con el tiempo. (c) ¿Para qué valor de esta presión el gasto en la superficie es cero?
2. Un cañón "howitzer" de 155 mm tiene un barril de 2 m de largo, y se carga con 1 kg de 'propelente' que ocupa 20 cm de dicha longitud. El proyectíl tiene una masa de 2 kg. Cuando el cañón diapara, la pólvora genera un gas de 2,400 K, básicamente instantáneamente, esto es, antes que le proyectíl se mueva. Suponiendo que el peso molecular del gas es 30, y que su calor específico a volumen constante es 3 R ; y suponiendo que la expansión del gas es adiabática (a) ¿cuál es la velocidad de salida del proyectil? (b) Si la dirección del disparo es vertical hacia arriba, ¿qué altitud alcanza? (c) Si se dispara para que el alcance sea máximo, ¿cuál será éste? {desprecie la fricción/arrastre del aire}