El 'proyecto' que representa la Ing-en-reversa (i.e. reverse-engineering) es la implementación de los tubos de calor en el TAPS (Trans Alaska Pipeline System) que se ha comentado. {...en el link vean tanto el mapa como un video introductorio (inicio de cliks de abajo hacia arriba)}
Se anexan algunas figuras y la descripción del problema. Para una 'visualización' de la magnitud del problema, vean esta presentación (sobre un incidente de fuga) donde las primeras 'laminas' ilustran el concepto y equipamiento.
También están adjuntos los *.pdf sobre la 'historia' de este tipo de cambiador de calor; así como una presentación genérica.
Los datos que están disponibles en la Red respecto a esta obra de ingeniería que inició
operación en la década de los '80 {en 40 años de operación de un campo que se estimaba
una reserva de 5 a 10 billones bbl de crudo}, consiste en un ducto de acero de 48" de longitud de
800 mi, para el transporte de petróleo crudo de 30º API.
Originalmente, el diseño fue para un gasto máximo de 2 Mbpd de aceite @ 180 ºF, considerando
11 estaciones de bombeo, con 4 bombas por estación, de potencia de 1 a 4 MW. Dicho equipo
estaría impulsado por turbinas de gas de 17 kHP. La presión de descarga sería de 1,100 psig.
Sin embargo, en 2008 el gasto era de 700 bpd, y en 2012 se redujo a 600 bpd.
Según lo reportado, el aceite salía del pozo a 120 ºF, y en la 1ª estación de bombeo disminuía a
111 ºF. El aislamiento térmico es de poliuretano de 3.75" de espesor.
a) Verifique el diseño 'hidráulico' del sistema con una aproximación de la viscosidad del crudo
para lograr la operación.
b) Estime el diseño térmico del ducto
c) Prescriba el diseño de los tubos de calor.
Considerando que uno de los objetivos es evitar el 'daño' al permafrost, se adjuntan varios 'enlaces'
para que puedan estimar el valor de algunas propiedades térmicas del mismo, i.e. la conductividad
térmica.
thermal conductivity of permafrost soils
cf: Ver el sitio correspondiente para mayor información sobre los tubos de calor.