Examen Mayo-28_2019
{si en el examen del Martes estiman no les 'fue bien', entonces tienen hasta el Viernes
para presentar la solución en EES en su sitio respectivo (envíen la 'liga') }
Se requiere transportar 20 mil bbl/day de petróleo crudo por un tubo de acero de 8 in, de 30 km
de longitud, sobre terreno relativamente plano. La temperatura ambiente se supone de 15 ºC,
como el viento es moderado, por lo que se supone un coeficiente de transferencia de calor
por convecciónde 15 W/m^2-K. Si el tubo es superficial, entonces tiene aislamiento de 5 cm
de espesor de fibra de vidrio (k_s= 0.042 W/m-K). Si el tubo está en bajo tierra, enterrado
a 1 m de la superficie, y k_t= 0.9 W/m-K, entonces Sh=2*pi*L/(Ln(4*z/d)), y la transferencia
de calor entre el tubo y la superficie es Q_t=Sh*k_t*(T2-T1).
Como el flujo es probablemente laminar, entonces es aplicable la Ec. de Poiseuille, y el
número de Nusselt es igual a 3.66, para el cálculo de h_int. Otras propiedades del crudo
@ {20º API & 100ºF}: k_o= 0.13 W/m-K C_o= 1.88 kJ/kg-K.
Considere que el aceite tiene las siguientes propiedades: densidad = 930 kg/m^3
y la viscosidad dinámica (en centi-Poise [cP]) es función de la temperatura (en ºC) varía
de acuerdo con
mu=1979*10^(-1.819E-2*T)
{ esta 'correlación' es válida para 10 ºC < T < 70 ºC , ya que si fuese mayor la temperatura
... ciertos componentes se vaporizan y habría flujo bifásico que genera mayor pérdida de energía}
Para reducir la potencia hidráulica instalada, se dispone de equipo para precalentar el aceite
previo al bombeo desde la temperatura ambiente hasta la que Ud. determine.
Fundamente su consejo de realizar una instalación superficial, o bien subterránea, del ducto.
Recordar que para flujo Laminar el gradiente de presión se calcula con la Ec. de Poiseuille:
grad P= -dP/dx = 32 mu V / d^2
[p.f. estén atentos en @Vortexmx].