Practico Teorico 1 de Mecanica de Fluidos

PRACTICO TEORICO DE MECNICA DE LOS FLUIDOS1.- Expliquela difere!ia e"re u fluid# e$"#ia# % u# # Ne$"#ia#Los fluidos newtonianos se comportan con la ley =u dV / dY , o bien que la tensincortante es proporcional al gradiente de velocidades o velocidad de formacintangenciales, por lo tanto, para estos fluidos la grfica de la tensin cortante en funcindel gradiente de velocidades es una lnea recta que pasa por el origen. La pendiente deesta recta determina la viscosidad. Los fluidos nonewtonianos sedeformandemaneraquelatensincortantenoesproporcionala la velocidad de deformacin tangencial, excepto quizs a deformacionescortantesmuypequeas. Ladeformacindeestos fluidos pudieraclasificarsecomoplsticas.&.- Explique'a( )*u+ ,# l#, fluid#,-Los fluidos son sustancias capaces de fluir y que se adoptan a la forma de los recipientesque lo contienen, los fluidos no pueden soportar fuerzas tangenciales o cortantes, todoslos fluidos son comprensibles en cierto grado y ofrece poca resistencia a los cambios deforma..( Eer/0a de pre,i1epresenta la cantidad de traba!o necesario para mover el elemento de flu!o atravez deuna cierta seccin en contra de la presin. "s decir que es la medida de traba!o requeridapara introducir fluidos en el sistema.EF=W . P#nde$%& 'eso de fluido'& 'resin & 'eso especfico del fluido!( Eer/0a de al"ura"slaenergaqueposeeunamasadefluidoenrelacinasuelevacin, laenergapotencial de elemento de fluido con respecto alg(n nivel de referencia est dada por $EP=W . Z#nde$ % & "s el peso del fluido ) & "levacin.d( Eer/0a del fluid#La energa de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes$*in+tica$ es la energa debida a la velocidad que posea el fluido.'otencial gravitacional$ es la energa debido a la altitud que un fluido posea."nerga de flu!o$ es la energa que un fluido contiene debido a la presin que posee.2.-)Explique el pri!ipi# de Arqu03ede,-"steprincipioestablecequeuncuerposolidosumergidoenunlquidodesplazaunvolumen igualalvolumen de su cuerpo y experimenta una fuerza de empu!ede aba!o,acia arribaque cuando es igual al peso el cuerpo flota.P=EE=LD. g. Vs4.-Explique'a( La e!ua!i1 de !#"iuidadLa ecuacin de la continuidad o conservacin de masa es una ,erramienta muy (til parael anlisis de fluidos que fluyen a trav+s de tubos o ductos con dimetro variable. La razncon la cual el fluido entra en el volumen debe ser igual a la razn con la que el fluido saledel volumen para que se cumpla el principio fundamental de conservacin de masa.1. A1. v1=2. A2. v2"sta ecuacin es el enunciado matemtico del principio de continuidad y se la denominaecuacin de continuidad. -e utiliza para relacionar la densidad de fluido, el rea de flu!o yla velocidad de este en dos secciones del sistema donde existe flu!o estable..( La 5i,!#,idadLa viscosidad de un fluido es aquella propiedad que determina la cantidad de resistenciaopuesta a la fuerza cortante. La viscosidad se debe primordialmente a las interaccionesentre las mol+culas del fluido. "s decir es la resistencia que pone el fluido al movimiento. = dvdy despejando= dvdy6.-Defia'a( Caudal*audal es el volumen de un fluido que pasa por una seccin de tubera en undeterminado tiempo, normalmente se calcula a partir del flu!o. .( Flu7# 38,i!#"s la masa de fluido que circula una seccin por unidad de tiempo. "l flu!o msico ./0 serelaciona con .10 por medio de la ecuacin$M=Q#nde$ / & 2lu!o msico '& densidad de fluido 1 & 2lu!o volum+trico.9.-Idique la, pr#piedade, re#l1/i!a, de l#, fluid#,Las propiedades reolgicas fundamentales son la viscosidad, rela!acin y elasticidad.:.-Idique la, fu!i#e, de l#, fluid#, de perf#ra!i1 emover los slidos del fondo del ,oyo y transportarlos ,asta la superficie. "nfriar, lubricar mec,a y sarta de perforacin. 2riccin con formaciones 3asoil yqumicos 4lubricantes5 *ubrir las paredes del ,oyo con un revoque liso, delgado, flexible e impermeable. *ontrolar las presiones de las formaciones. 6so de densificantes -uspender slidos y material densificante, cuando es detenida temporalmente lacirculacin. /antener en sitio y estabilizada la pared del ,oyo, evitando derrumbes. "stabilidaden paredes del ,oyo y minimizar dao. 2acilitarlamximaobtencindeinformacinsobrelasformacionesperforadas.7nformacin geolgica, registros el+ctricos y toma de n(cleos. 2acilitar la separacin de arena y dems slidos en la superficie.;.-Explique'a( La le% de !#,er5a!i1 de la 3a,a % la eer/0aLa ley de conservacin de la masa.8 en toda reaccin qumica la masa se conserva, esdecir, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.La ley de conservacin de energa.8 la energa no se crea ni se destruye, se transforma..( El pri!ipi# de Pa,!al"ste principio establece que un fluido contenidoen un recipiente la presin se transmiteen todas direcciones por igual. 6na de las mayores aplicaciones de este principio es laprensa ,idrulica.P1=P2F1A1= F2A2 =F2=F1. A2A1'rensa ,idrulicaiene la capacidad de oponerse a la compresin. -u densidad permanece constante todo el tiempo. =o cambia su volumen. 'resentan altas velocidades snicas..( C#3pre,i.le *uandolavariacindeladensidaddeunlquidoessuperior al ?@A, seloconsidera compresible. "l flu!o compresible siempre ,ace referencia a flu!o de gases. "xperimentan grandes cambios de densidad. -u volumen cambia. 'resentan ba!as velocidades snicas.11.-Explique'a( )*u+ e, u 5i,!#,ifi!a"e % !u8l e, ,u fu!i1-Losviscosificantessonlosproductosquedanal fluidodeperforacinlaspropiedadesreolgicas. "staspropiedadespodranme!orar conotrosaditivosparaasegurar unasolucin de fluido ingeneril para cada caso (nico de perforacin.2uncin$B Ciscosificar fluido de perforacin a base de agua dulce. B /ezclar con agua dulce para formar un fluido de perforacin de ba!os slidos paraaplicaciones generales de perforacin. B educir filtracin formando un revoque delgado de filtrado con ba!a permeabilidad.B /e!orar la capacidad de limpieza de pozos de los fluidos de perforacin.B /ezclar con agentes espumantes para ,acer fluidos de perforacin .gel:espuma0 paraaplicaciones de perforacin con aire:espuma..( La "ix#"r#p0a"slapropiedadquetienentodosloslodosdeperforacindepasar degel alquidomediante agitacin. *iertos geles pueden licuarse cuando se agitan, vibran y solidifican denuevo cuando cesa la agitacin o la vibracin. 3racias a esta propiedad, independiente dela densidad, los lodos colaboran en el mantenimiento de las paredes de la perforacin,incluso en las rocas de ba!a co,esin, al tiempo que ayudan a mantener los detritos ensuspensin al interrumpirse la circulacin de los mismos.1&.-Idique l#, 5i,!#,ifi!a"e, 38, u"ili?ad#,"n pozos de petrleo y gas, los viscosificantes ms usados son los base agua debido aque posee unba!ocostoenlapreparacin,mane!o y mantenimientoDlos baseaceitestambi+n son utilizados muc,o en el medio debido que es bueno para ambientes a altastemperatura, bueno paraperforacin en formaciones lutiticas debido a que no quereaccionaconlas arcillas delaformacincausandoinestabilidadenel fluido, *asisiempre crea delgados revoques, lo cual reduce el riesgo de atascamiento de la tubera,teniendo al aceite como fase externa funciona como buen lubricante, reduciendo con ellolos torques de perforacin, aunque este es considerado como residuo toxico.12.-Defia'a( Pre,i1 @idr#,"8"i!a % de3ue,"re que e, i/ual a PA./.@ "s la presin e!ercida debido a la columna de un fluido.A=FA =!A=". gA( 1)'eso&2uerza="v ="=. v(2)-ustituyendo 4E5 en 4?5A=e. v . gA(3)-ustitullendo 4F5 en 4G5A=. A. #. gAA=. g.##nde$PA= "s la presin "s la densidad g 3ravedad , ;ltura..( M#dul# 5#lu3+"ri!# de ela,"i!idad"lmodulovolum+tricodeelasticidadexpresalacompresibilidaddeunfluido."slarelacin de la variacin de presin a la variacin de volumen por unidad de volumen .-edetermina mediante la siguiente ecuacin.E= dpdvv14.-Defia'a( Pre,i1La presin se define como el cociente de una fuerza que se aplica de maneraperpendicular sobre una superficie.P=dFdA.( "e,i1 ,uperfi!ialLa tensin superficial de un fluido de un lquido es el traba!o que debe realizarse parallevar mol+culas en un n(mero suficiente desde el interior para crear una nueva unidad desuperficie. "ste traba!o es num+ricamente igual a, la fuerza tangencial de contraccin queact(a sobre una lnea ,ipot+tica de longitud de unidad situada en la superficie.$=%F%L16.-Defia'a( C#di!i#e, i,#"+r3i!a,"s un proceso que se lleva acabo a temperatura constante la ley de los gases idealespara temperatura constante.La ley de los gases ideales a .>& constante ..P1. V1=P2.V2 y 12=P1P27mportante$ " & '.( C#di!i#e, Adia.8"i!a, e i,e"r#pi!a,"s un proceso donde no ,ay intercambio entre el gas y el recipiente que lo contiene, serealiza a entropa constante. "n este caso, la ecuacin es la siguiente$P1 V1&=P2V2& (12)&=P1P2='((e9 >ambi+n$)2)1 =( P2P1)&1/nde$P1 & 'resin ?P2 & 'resin E1 & 'eso especfico ?2 & 'eso especfico E)1 & >emperatura ?)2 & >emperatura E19.-Explique'a( )p#r qu+ el pe"r1le# fl#"a e el a/ua-"l petrleo flota en el agua debido a la simple diferencia de densidad, ya que el petrleotiene una densidad muc,o menor a la del agua y esto provoca que el petrleo flote en elagua..( La difere!ia e"re la de,idad % la 5i,!#,idadLadensidadeslacantidaddemasapor unidaddevolumendeunasustancia, sinembargo la viscosidad es una propiedad de fluido que determina la cantidad deresistencia opuesta a las fuerzas cortantes, es decir, es la resistencia que opone el fluidoal movimiento.?H.87ndique los fluidos de perforacin ms importante que se utilizan en laactualidadLos fluidos de perforacin o lodos de perforacin ms usados son los lodos base agua. -ila fase continua de un lodo es la parte lquida en elcualse encuentra suspendido otrolquidoenformadeglbulosmuypequeos, estoesloqueseconoceconel nombrecomo fluido base agua. "n los lodos base agua, el agua constituye el medio desuspensin para los slidos y es la fase continua, ,aya o no petrleo.1