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RECUPERACION TÉRMICA DE PETRÓLEO

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RECUPERACION TÉRMICA

DE PETRÓLEO

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PRESENTACIÓN

Nombre

Cargo

Tiempo de servicio

Expectativas del curso

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1. Que entiende por recuperación térmica?2. Cuales son los mecanismos de transferencia de calor?3. Que es calor?4. Que diferencia hay entre calos y temperatura?5. Cuales son las características de los crudos pesado?6. Que métodos de recuperación térmica conoce?7. Que dificultades ofrece la producción de crudo pesado?8. Que entiende por Recuperación Primaria?9. Que entiende por Recuperación Secundaria?10. Que entiende por Recuperación mejorada?11. Que son mecanismos de producción de un yacimiento?12. Que son métodos de producción de un yacimiento?

PRETEST

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LA RECUPERACIÓN TÉRMICA, SE DEFINE COMO UN PROCESO POR EL CUAL INTENCIONALMENTE, SE INTRODUCE CALOR DENTRO DE LAS ACUMULACIONES SUBTERRANEAS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS CON EL PROPOSITO DE PRODUCIR COMBUSTIBLES POR MEDIO DE LOS POZOS.

MUCHAS ACUMULACIONES DE CRUDOS PESADOS, TANTO EN VENEZUELA COMO EN EL RESTO DEL MUNDO, SE CARACTERIZAN POR SER ACUMULACIONES DE GRANDES VOLUMENES , PERO AL MISMO TIEMPO BAJOS FACTORES DE RECOBRO.

LA POCA APLICABILIDAD DE LOS MÉTODOS TRADICIONALES DE RECUPERACIÓN DE CRUDO, LA INYECCIÓN DE AGUA Y GAS, HIZO ATRACTIVO EL USO DE MÉTODOS TÉRMICOS PARA MEJORAR EL RECOBRO EN ESE TIPO DE YACIMIENTOS.

RECUPERACION TÉRMICADE PETRÓLEO

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CONCEPTOS

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Gravedad API (ºAPI)

Escala arbitraria de gravedad empleada generalmente en la

industria petrolera y la cual es aplicada a petróleos crudos y

condensados líquidos.

La relación entre la Gravedad Específica y °API viene dada por la Ecuación:

APIo 5.131

5.141

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Clasificación oficial de UNITAR para los Petróleos Negros

Livianos 30 < °API < 40

Medianos 20 < °API < 30

Pesados 10 < °API < 20

Extra pesados °API < 10

Nota: El Organismo Oficial de Venezuela usa 21,9 en vez de 20 para delimitar Crudos Medianos y Pesados.

Nota: El Organismo Oficial de Venezuela usa 21,9 en vez de 20 para delimitar Crudos Medianos y Pesados.

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El Propósito Básico para el

establecimiento de los Planes de

Explotación de Hidrocarburos es

Controlar las Operaciones para obtener la

Máxima Recuperación Económica

posible de un Yacimiento, basado en

Hechos, Información y Conocimiento

Planes de Explotación

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¿ Por qué establecer Planes ? Industria enfrenta Grandes Retos Técnicos y Comerciales

Escenario de Precios Variables Estructuras de Yacimientos Complejas Perforación en Aguas y/o Yacimientos Profundos Producción de Crudos Pesados/Extrapesados Recuperación Mejorada de Campos de Alto Agotamiento

Grandes Reservas Remanentes de Hidrocarburos necesitan ser recuperadas

Incremento de eficiencia de recobro

Prácticas de GerenciaIntegrada, Mejorada(Estrategias)

Incremento de Productividad

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Productividad

Daño a laFormación

Precipitaciónde sólidos

Agotamiento

Característica de Yacimiento

Arenamiento

Alto corte de aguaProblema Mecánico

Método deProducción

Análisis de las variables que afectan en la productividad de pozos, considerando las características del yacimiento y los métodos de explotación, con el objetivo de maximizar la rentabilidad en la explotación de los yacimientos

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Trabajos menores en Subsuelo

Acciones para optimización de pozos

Resultados de los trabajos

Infraestructura(Planes & Actualizaciones)

Operaciones de Producción(Dato de Campo)

Ing. de yacimiento(Plan explotación)

Infraestructura(Modificaciones)

Ing. Yacimiento(Certificación de data)

Plan tecnológico

Plantas(Disponibilidad de:Gas,electricidad, vapor)

Plantas(Gas, elec., Vapor)Programa mantenimiento

Planificación de producción(Objetivos - metas)

Adm. del activo(Presupuesto, indicadores)

Optimización de Producción

Sistema de información

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MECANISMOS DE PRODUCCIÓN DE UN YACIMIENTO

Se puede explicar como la forma en la cual se manifiesta o actúa la energía natural con la que cuentan los yacimientos.

Expansión de la roca y los Fluidos

Gas en Solución

Segregación Gravitacional

Capa de Gas

Empuje Hidarúlico

Compactación

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RECUPERACIÓN PRODUCCIÓN: Los mecanismos naturales son los suministran la energía para impulsar los fluidos desde el yacimiento al pozo.

RECUPERACIÓN SECUNDARIA: La Inyección de fluidos al yacimiento, se convierte en el complemento de energía para favorecer la salida de los fluidos del desde el yacimiento hacia los pozos. La idea es brindar soporte de presión.

RECUPERACIÓN TERCIARIA: El alto grado de agotamiento/baja productividad hace necesario la inyección de fluidos para realizar el desplazamiento de los fluidos desde el yacimiento a los pozos.

ETAPAS DE RECUPERACION DE PRODUCCIÓN DEL YACIMIENTO

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MÉTODOS DE RECUPERACIÓN ADICIONAL

RECUPERACIÓN SECUNDARIA: La Inyección de AGUA O GAS son los métodos clásicos. Tienen mejor resultado en Petróleos Livianos y Medianos.

RECUPERACIÓN TERCIARIA: Se tiene una gran diversidad de métodos:Inyección de Agua mejoradaInyección de QuímicosInyección de Fluidos Miscibles.Inyección de Fluidos Inmiscibles.Inyección de Fluidos calientes.Combustión in Situ.

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INYECCIÓN DE CO2

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MÉTODOS TERMICOS

INYECCIÓN ALTERNADA DE VAPOR

INYECCIÓN DE AGUA CALIENTE

INYECCIÓN CONTINUA DE VAPOR

COMBUSTION IN SITU.

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INYECCIÓN CONTINUA DE VAPOR

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INYECCIÓN ALTERNADA DE VAPOR

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SAGD

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COMBUSTION IN SITU

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TRANSFERENCIA DE CALOR

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OBJETIVOS:- Estudiar los principios básicos de la transferencia de calor.- Presentar ejemplos de Ingeniería donde se aplica transferencia de calor en la práctica.- Desarrollar una comprensión intuitiva de la transferencia de calor, al resaltar la física y los argumentos físicos.

OBJETIVOS:

- Estudiar los principios básicos de la transferencia de calor.

- Presentar ejemplos de Ingeniería donde se aplica transferencia de calor en la práctica.

- Desarrollar una comprensión intuitiva de la transferencia de calor, al resaltar la física y los argumentos físicos.

TRANSFERENCIA DE CALOR

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Repaso de los conceptos fundamentales de la Termodinámica

Relación entre calor y otras formas de energía.

El calor se puede transferir de tres formas distintas: conducción, convección y radiación

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TRANSFERENCIA DE CALOR

TERMODINÁMICA

ENERGÍATÉRMICA

BALANCES GENERALDEENERGÍA

IDENTIFICAR LOS MECANISMOS DE TRANSFERNCIADECALOR

COSTO ASOCIADOA LAS PERDIDAS DE CALOR

BALANCE DEENERGÍA SUPER-FICIAL

OTRA FORMADE ENERGÍA

TRANSFERNCIA DE CALOR

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AREAS DE APLICACIÓN DELA TRANSFERENCIA DE CALOR

AVANCE TECNOLÓGICO

EL CUERPO HUMANO

APARATOS DOMESTICOS

PLANTAS GENERADORASDE ENERGÍA ELECTRICA

REFINERIAS DE PETRÓLEO

PRODUCCIÓN DE PETRÓLEO

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EL CALOR Y LA

TEMPERATURA

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Y TEMPERATURA: INTERCAMBIO DEL CALOR COMO FORMA DE TRANSFERENCIA DE

ENERGÍA

Pese a que los cambios que pueden producirse en los sistemas son muy variados, el modo en que los sistemas intercambian energía solo se produce de dos formas: mediante el calor y CALOR el trabajo.

• Mediante el calor. El Intercambio térmico se produce, entre dos sistemas que se encuentren en desequilibrio térmico; esto es a diferente temperatura. Pasa del de mayor temperatura a menor. Dos sistemas a igual temperatura se encuentran en equilibrio térmico.

• Mediante trabajo. El intercambio mecánico se da cuando las fuerzas actúan sobre los cuerpos y se desplazan, deforman o modifican de algún modo su movimiento. Es el tipo de intercambio energético que se produce en las máquinas: un coche, una grúa, una lavadora.

El calor y el trabajo son dos magnitudes físicas. Al ser formas de transferencia de energía, el calor y el trbajo se miden en las mismas unidades que la energía: en julios (j) o kilojulios (.1Kj = 1000 j)

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EFECTOS DE LA TRANSFERENCIA DE ENERGÍA TÉRMICA

• Si ponemos en contacto dos cuerpos con diferente temperatura, el que posee más energía térmica la cede al otro en forma de calor, hasta que se igualan las temperaturas. Entonces la energías de los dos cuerpos también son iguales y se ha alcanzado el equilibrio térmico.

T1 > T2 T = T

• El aporte o perdida de calor de un cuerpo produce cambios en su energía interna y por tanto, de su temperatura. Este aumento o disminución de la energía térmica, produce cambios de estado, dilataciones y contracciones, transformaciones químicas, etc…

• La dilatación y la contracción de los cuerpos se producen porque, al aumentar o disminuir su energía interna, las moléculas se agitan más o menos. Entonces las distancias entre ellas varían y también los espacios en los que se agitan. Si se agitan más se produce un aumento de tamaño del cuerpo (dilatación) y si se agitan menos una disminución (contracción).

T1 T2 T T

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CAMBIO DE ESTADO DE LA MATERIA

• Cuando un cuerpo alcanza la temperatura de cambio de estado, este comienza, pero mientras que se realiza, la temperatura del cuerpo permanece constante.

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CALOR, TEMPERATURA Y EQUILIBRIO TÉRMICO

Calor y temperatura son conceptos diferente.

El calor es energía en movimiento, es decir energía térmica transferida de un sistema que está a mayor temperatura, a otro que está a menor.

La temperatura es la magnitud física que mide la cantidad de energía térmica que tiene un cuerpo o un sistema.

Las moléculas que forman todos los cuerpos están siempre en movimiento. La temperatura nos informa del grado de agitación de las partículas de un cuerpo y equivale al valor promedio de la energía de todas sus partículas.

La unidad de temperatura en el S.I. es el grado Kelvin (K) de la escala absoluta. Pero la escala que se utiliza normalmente es la escala Centígrada, en la que la unidad es el grado centígrado (ºC) es la temperatura de fusión del hielo; y el valor de 100ºC, es la temperatura de ebullición del agua.

Equivalencia: entre grados centígrados y grados Kelvin es:

0ºC = 273 K 0 K = - 273º C

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DISTINCIÓN ENTRE CALOR Y TEMPERATURA. LOS TERMOMETROS

El calor como hemos estudiado el calor es el transito de energía entre dos sistemas en desequilibrio térmico. El de mayor temperatura cede energía al otro. Por tanto, el calor es energía en transito y se mide en julios.

La temperatura no es energía; expresa el estado de agitación molecular de un cuerpo y se mide en kelvin, o en grados centígrados.

El calor y la temperatura son dos magnitudes distintas.

Escalas termométricas:• Escala centígrada toma como puntos de referencia las temperaturas de fusión y ebullición. Del agua a una atmósfera de presión y se les asigna valores de 0 a 100.• Escala Fahrenhelt: Hace corresponder los mismos puntos con 32º F y 212º F. La escala se divide en 180 partes iguales.• Escala Kelvin. No es una escala arbitraria; su cero se sitúa en el punto de la temperatura mínima posible, donde los átomos y las moléculas estarían en reposo. Este punto se

corresponde aproximadamente con – 273 ºC. La undad de temperatura en el S.I. es el Kelvin (K).

Para pasar temperaturas entre las escalas, utilizamos las expresiones:

T(K) = 1 (ºC) + 273

180

)32(º

100

)(º

FtCt

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ESCALAS TERMOMÉTRICAS

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PROPAGACION DEL CALOR

• El calor se propaga por conducción, por convección y por radiación.

• La conducción del calor se produce preferentemente cuando la energía se transmite a través de cuerpos sólidos. Por ejemplo, al calentar el extremo de una varilla metálica, las partículas se agitan mas y transmiten esas vibraciones a las partículas que tienen a su lado, y la temperatura va aumentando hacia el otro extremo.

• Unas sustancias conducen el calor mejor que otras, esto permite clasificarlas en conductoras y aislantes del calor. Por ejemplo, los metales son muy buenos conductores del calor, sin embargo la madera, el plástico o el aire no son buenos conductores, son aislantes.

• La convección del calor se produce en los líquidos y en los gases porque sus moléculas se mueven con cierta libertad. La zona que se calienta, se dilata y al adquirir menor densidad asciende. Su lugar es ocupado por las partículas de las zonas mas frías. Así se producen unas corrientes de gas o de líquido que ascienden y otras bajan, son las corrientes de convección, importantes para explicar los fenómenos atmosféricos, como calienta la calefacción el interior de una vivienda, las corrientes marinas, como se calienta en la cocina el líquido de un recipiente, etc…

• La radiación del calor la producen todos los cuerpos por el hecho de tener temperatura, y es mayor cuanto mas temperatura tiene el cuerpo. El calor se propaga igual que la luz, las ondas de radio y de TV, las microondas, etc., se puede propagar incluso por el vacío, como ocurre en el Universo, con el calor que irradian las estrellas.

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- La transferencia de calor siempre se produce del sistema de temperatura más elevada hacia el de temperatura más baja.

- La transferencia de calor se detiene cuando ambos sistemas alcanzan la misma temperatura.

Ejemplos de transferencia de calor

Mecanismos de Transferencia de Calor

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MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DECALOR

CONDUCCIÓN

CONVECCIÓN

RADIACIÓN

El calor se define como la forma de energía que se puede transferir de un sistema a otro como resultado de ladiferencia de temperatura.

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Mecanismos de transmisión de calor

Conducción: transferencia de energía desde cada porción de materia a la materia adyacente por contacto directo, sin intercambio, mezcla o flujo de cualquier material.

Convección: transferencia de energía mediante la mezcla íntima de distintas partes del material: se produce mezclado e intercambio de materia.

Convección natural: el origen del mezclado es la diferencia de densidades que acarrea una diferencia de temperatura.

Convección forzada: la causa del mezclado es un agitador mecánico o una diferencia de presión (ventiladores, compresores...) impuesta externamente.

Radiación: transferencia de energía mediada por ondas electromagnéticas, emanadas por los cuerpos calientes y absorbidas por los cuerpos fríos.

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Mecanismos de Transferencia de CalorConducción

La conducción es el mecanismo de transferencia de calor debido a la interacción entre partículas adyacentes del medio. Tiene lugar preferencialmente en sólidos, ya que en líquidos y gases tiende a relacionarse con la convección, no estando asociada al desplazamiento de las partículas sino que a su colisión.

Conducción a través de un sólido

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sólidos

Interacción de partículas

gaseslíquidos

Transferencia de calor por conducción

Vibración demoléculas

Colisiones ydifusión de moléculas

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Transferencia de calor por conducción

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La ecuación por conducción del calor

][Wdx

dTAkQ

Que se conoce como ley de Fourier de conducción de calor. El calor es conducido en la dirección de la temperatura decreciente, y el gradiente de temperatura se vuelve negativo cuando la temperatura disminuye con x creciente.

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12/04/23

La ecuación por conducción del calor

][Wdx

dTAkQ

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http://www.jhu.edu/~virtlab/conduct/conduct.htmExperimento virtual de conducción del calor

Conducción Ley de Fourier: determinación del flujo de calor

dx

dTkAQx

(Estado estacionario)

Calor difundido por unidad de tiempo

Conductividad térmica (W·m-1·grado -1): calor que atraviesa en la dirección x un espesor de 1 m del material como consecuencia de una diferencia de 1 grado entre los extremos opuestos

Superficie (m2): superficie a través de la cual tiene lugar la transmisión de calor

Gradiente de temperatura (grados/m): variación de la temperatura en la dirección indicada por x.

X

xQ

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Conductividades térmicas de algunos materialesa temperatura ambiente

k

Buenos conductores

Malos conductores

La conductividadtérmica cambia conel estado de agregación

... pero la capacidad de transporte de calor no depende sólo de la conducción

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http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/heatra.html

Conductividad térmica

Área A

Espesor

Calor transferido en el tiempo t

EJEMPLO 1:CONDUCCIÓN DEL CALOR (Placa plana)

t

QQ

Integración de la ecuación de Fourier

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Cálculo del flujo de calor a través del tabique de una habitación, de 34 cm de espesor, siendo las temperaturas interior y exterior de 22 ºC y 5 ºC respectivamente. Tómese como valor de la conductividad k = 0.25 W·m-1·K -1.

15034.0

522

mKxx

TT

dxdT

fueradentro

fueradentro

25.125025.0 mWdxdT

kSQ

Gradiente de temperaturas

Densidad de flujoTfuera

xdentro

xfuera

Gradiente de temperaturas constante la temperatura varía linealmente

Gradiente de temperaturas constante densidad de flujo constante

0.34 m

dx

dT

S

Qx

Tdentro

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Resistencias térmicas

Cuando el calor se transfiere a través de una pared aparece una resistencia a la conducción

xTT

kAQ 12

x

T1T2 kx

TT

/12

Conductividad

RTT 12

RT

Resistencia térmica en W-1·m2·K

Similitud con circuitos eléctricos

R

I

0V R

VI 0

R

T

A

Q

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Ejemplo. Resistencias en serie

R1R2

Resistencia equivalente = suma de resistencias

EjemploCalcúlese la resistencia térmica de la pared de un refrigerador, formada por tres capas de material, cuyos espesores son, de dentro afuera 2 cm, 10 cm y 3 cm. Las conductividades térmicas de los tres materiales son, respectivamente, 0.25, 0.05 y 0.20 W· m-1 ·K-1.

08.025.002.0

1

11

kx

R W-1·m2·K

00.205.010.0

2

22

kx

R W-1·m2·K

15.020.003.0

3

33

kx

R W-1·m2·K

Resistencias en serie

23.2321 RRRR W-1·m2·K

R1 R2

2 10 3(cm)

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1 2ln ln( )

ln

r aT T

b rT r

a

b

http://scienceworld.wolfram.com/physics/CylinderHeatDiffusion.html

EJEMPLO 2:CONDUCCIÓN EN EL AISLAMIENTO DE UNA TUBERÍA

T1

T2

a

b

r

r

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Cuando un fluido caliente se mueve en contacto con una superficie fría, el calor se transfiere hacia la pared a un ritmo que depende de las propiedades del fluido y si se mueve por convección natural, por flujo laminar o por flujo turbulento.

Convección

Convección natural Flujo laminar Flujo turbulento

Convección forzada

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Mecanismos de Transferencia de CalorConvección

La convección es el modo en que se transfiere la energía entre una superficie sólida y el fluidoadyacente (líquido o gas). Existe un movimiento macroscópico del fluido que mientras más rápido

mayor es la transferencia de calor por este mecanismo.

Figura 3. Transferencia de calor por convección

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Transferencia de calor por convección

12/04/23

W][)( ambsconv TTAhQ

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Transferencia de calor por convección

W][)( ambsconv TTAhQ

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Transferencia de calor por convección

• La convección es el modo de transferencia de energía entre una superficie sólida y líquido o gas adyacente que está en movimiento, y tiene que ver con los efectos combinados de conducción y movimiento del fluido: mientras más rápido sea éste mayor es la transferencia de calor por convección.

12/04/23 53

W][)( ambsconv TTAhQ

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CONVECCIÓN

• La convección es un fenómeno de transporte (materia y energía) que tiene su origen en diferencias de densidad.

• Cuando un fluido se calienta, se expande; en consecuencia su densidad disminuye.

• Si una capa de material más fría y más densa se encuentra encima del material caliente, entonces el material caliente asciende a través del material frío hasta la superficie.

• El material ascendente disipará su energía en el entorno, se enfriará y su densidad aumentará, con lo cual se hundirá reiniciando el proceso.

http://www.sunblock99.org.uk/sb99/people/KGalsgaa/convect.html

http://theory.uwinnipeg.ca/mod_tech/node76.html

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Ley de enfriamiento de Newton

ThATThAQ )(

Temperatura superficial Temperatura del fluido libre

Coeficiente deconvección

Superficie deintercambio

T superficial

T fluido libre

Capa límite T

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Valores típicos del coeficiente de convección

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Mecanismos de Transferencia de CalorRadiación

La radiación es la energía emitida por la materia en forma de ondas electromagnéticas (o fotones) como resultado de los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o moléculas. La radiación térmica es la energía emitida por los cuerpos de acuerdo a su temperatura

Radiación incidente sobre una pared

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Transferencia de calor por radiaciónLas energías radiantes

podemos mencionar:- Los rayos cósmicos- Rayos x- Rayos gama- Rayos ultravioleta- La luz visible- Rayos infrarrojos- Ondas de radio

W][)( 44recs TTAQ

Boltzmann -Stefan de ]constanteK[W/m 105.67x

superficie la de emisividad;4 28-

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Mecanismos de Transferencia de CalorConducción – Convección

Nuestra vida cotidiana también se ve afectada por los fenómenos de transferencia de calor…

conducción

convección

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Mecanismos de Transferencia de CalorLos mecanismos en acción

Diariamente todos los mecanismos de transferencia de calor están presentes en nuestro entorno…

Todos los mecanismos de transferencia

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PROPIEDADES TÉRMICAS DE LAS

ROCAS

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Capacidad calorífica

Pues bien, la capacidad calorífica (símbolo C) de una sustancia mide el aumento de temperatura que provoca el aporte de una cantidad de calor determinada. Si ΔQ es la cantidad de calor comunicada y ΔT el aumento de temperatura provocado, la capacidad calorífica es

C = ∆Q ∆ T

Como el calor se mide en julios (J) y la temperatura en kelvin (K), la capacidad calorífica se mide en J/K.

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La capacidad calorífica así definida depende de la cantidad de sustancia que tengamos. No es lo mismo comunicar calor a 1 gramo de una sustancia que a 1 kilo. Obviamente, el aumento de temperatura conseguido en los dos casos será muy distinto. Por ello, se define la capacidad calorífica específica (símbolo c) como la cantidad de calor (energía, en julios) que hay que comunicar a un kilo de sustancia para elevar su temperatura un kelvin. Si tenemos una masa m de sustancia, su capacidad calorífica específica es

c = ∆Q . = C m∆T m

y se mide en J kg-1K-1 en el Sistema Internacional. En ocasiones es más útil expresar la capacidad calorífica, no por unidad de masa de sustancia, sino por mol. Ésta recibe el nombre de capacidad calorífica molar,

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En ocasiones es más útil expresar la capacidad calorífica, no por unidad de masa de sustancia, sino por mol. Ésta recibe el nombre de capacidad calorífica molar,

Cn = ∆Q . = M ∆Q = M c n∆T m ∆T

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Capacidad calorífica Masa Molecular Capacidad Calorífica Específica (Kg) Molar (J kg-1 K-1) (J mol-1 K-1)

Cobre 390 0.0635 25Plomo 130 0.2072 27Hierro 470 0.0558 26Plata 234 0.1079 25Aluminio 910 0.0270 25Agua 4160 0.0180 75Cuarzo (298 K) 750 0.0601 45Cuarzo (1000 K) 1098 66Magnetita (298 K) 653 0.2314 151Magnetita (1000 K) 890 206Olivino (forsterita) (298 K) 839 0.1407 118Olivino (forsterita) (1000 K) 1244 175Plagioclasa (albita) (298 K) 782 0.2623 205Plagioclasa (albita) (1000 K) 1189 312Feldespato potásico (microclina) 726 0.2784 202(298 K)feldespato potásico (microclina) 1113 310(298 K)

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Conductividad térmica

La conductividad térmica es la constante de proporcionalidad que aparece en la ley de Fourier de conducción de calor. La ley de Fourier dice que el flujo de calor es proporcional al gradiente de temperatura. El flujo de calor es la cantidad de calor que atraviesa, por unidad de tiempo, la unidad de área de un material y sus unidades son W/m2 .

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Difusividad térmica

La difusividad térmica (símbolo κ, que es la letra griega kappa) es una propiedad que combina las dos anteriores y tiene una interpretación muy interesante para los procesos metamórficos. Se define como el cociente entre la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica multiplicada por la densidad ρ de la sustancia:

κ = λ ρc

Como λ se mide en W m-1 K-1, c en J kg-1 K-1 y ρ en kg m-3, las unidades de la difusividad térmica son m2 s-1 (recordar que [W]=[J/s]).

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CONDUCTIVIDAD TÉRMICAS DE LAS ROCA

La conductividad térmica en un medio poroso depende de una gran número de factores:

Densidad

Porosidad

Temperatura

Saturación de los Fluidos

Tipos de Fluidos

Movimiento de los mismos en la Roca

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CONDUCTIVIDAD TÉRMICAS DE LAS ROCA

Es una propiedad difícil de medir y se ha observado que disminuye con temperatura, mientras que aumenta con:

Saturación de agua

Densidad de la roca

Presión

Conductividad térmica del Fluido saturante.

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PROPIEDADES TÉRMICAS DE LAS ROCA

PROPIEDADES TÉRMICAS DE LAS ROCAS

ROCAS SECAS

DENSIDAD(LBS/PIE3)

CALOR ESPECIFICO(BTU/Lb-ºF)

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA (BTU/Hr-Pie-°F)

DIFUSIÓN TÉRMICA (PIE3/HR)

Areniscas 130 0.183 0.507 0.0213

Arena Cienosa 119 0.202 (0.400) (0.01673)

Limolita 120 0.204 0.396 0.0162

Lutita 145 0.192 0.603 0.0216

Caliza 137 0.202 0.983 0.0355

Arena (Fina) 102 0.183 0.362 0.0194

Arena (Gruesa)

109 0.183 0.322 0.0161

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PROPIEDADES TÉRMICAS DE LAS ROCAS

ROCAS SATURADAS DE AGUA

DENSIDAD(LBS/PIE3)

CALOR ESPECIFICO(BTU/Lb-ºF)

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA (BTU/Hr-Pie-°f

DIFUSIÓN TÉRMICA (PIE3/HR)

Areniscas 142 0.252 1.592 0.0443

Arena Cienosa

132 0.288 (1.500) (0.0394)

Limolita 132 0.276 (1.510) (0.0414)

Lutita 149 0.213 0.975 0.0307

Caliza 149 0.266 2.050 0.0517

Arena (Fina) 126 0.339 1.590 0.0372

Arena (Gruesa)

130 0.315 1.775 0.0433

PROPIEDADES TÉRMICAS DE LAS ROCA

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