HIDRODINÁMICA

DEFINICIÓN DE HIDRODINÁMICA

Es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto del líquido.

La hidrodinámica investiga fundamentalmente a los fluidos incompresibles, es decir, a los líquidos, pues su densidad prácticamente no varía cuando cambia la presión ejercida sobre ellos.

Cuando un fluido se encuentra en movimiento una capa se resiste al movimiento de otra capa que se encuentra paralela y adyacente a ella; a esta resistencia se le llama viscosidad.

Para que un fluido como el agua el petróleo o la gasolina fluyan por un tubería desde una fuente de abastecimiento, hasta los lugares de consumo, es necesario utilizar bombas ya que sin ellas las fuerzas que se oponen al desplazamiento ente las distintas capas de fluido lo impedirán.

¿Que Es Un Fluido?

Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre si por fuerzas cohesivas débiles y las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propias. 

Los fluidos están conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales).

"Descubrimiento Del Petroleo"

Fue el coronel Edwin L. Drake quien perforó el primer pozo petrolero del mundo en 1859, en Estados Unidos, logrando extraer petróleo de una profundidad de 21 metros.
También fue Drake quien ayudó a crear un mercado para el petróleo al lograr separar la kerosina del mismo. Este producto sustituyó al aceite de ballena empleado en aquella época como combustible en las lámparas, cuyo consumo estaba provocando la desaparición de estos animales.
Pero no fue sino hasta 1895, con la aparición de los primeros automóviles, que se necesitó la gasolina, ese nuevo combustible que en los años posteriores se consumiría en grandes cantidades. En vísperas de la primera Guerra Mundial, antes de 1914, ya existían en el mundo más de un millón de vehículos que usaban gasolina.
Lógicamente el consumo de petróleo crudo para satisfacer la demanda de gasolina ha crecido en la misma proporción. Se dice que en la década de 1957 a 1966 se usó casi la misma cantidad de petróleo que en los 100 años anteriores. Estas estimaciones también toman en cuenta el gasto de los aviones con motores de pistón.

"PETRÓLEO"

Del latín Petroleum, aceite de roca. Líquido natural oleaginoso e inflamable, constituido por una  mezcla de hidrocarburos que se presentan en la naturaleza, en lechos geológicos continentales o marítimos,  ya sea en estado sólido, líquido, o gaseoso, estas tres fases pueden pasar de una a otra por efecto de cambio de presión y temperatura.

Es un recurso no renovable con apariencia de líquido aceitoso, que se encuentra saturando la porosidad de las rocas.

Al igual que el petróleo, el gas son restos de materia orgánica reducida por descomposición a un estado en que el carbono y  el hidrógeno son los principales elementos.

"Fases Del Petróleo"

Fase Solida:

Algunos de los constituyentes del petróleo son sólidos a temperaturas ordinarias de la tierra, pero la aplicación del calor para producir una pequeña elevación de la temperatura hará que tomen la forma líquida; aumentando el calentamiento hasta el punto de ebullición se convertirán en gases y vapores. Otros componentes son vapores de la temperatura ordinaria, pero la presión de la tierra que naturalmente se desarrolla dentro de las rocas que los contienen hará que los condense formando líquidos. Si se elimina esta presión se permitirá que el líquido vaporice nuevamente, siempre que no haya cambios en la temperatura.

Fase Liquida:

El petróleo líquido puede también convertirse al estado sólido o gaseoso por evaporación, formando gases o vapores en las fracciones más ligeras y volátiles y, solidificándose en las fracciones más pesadas. 

Fase Gaseosa:

Las formas sólidas y gaseosas son solubles en las formas liquidas, los cambios líquidos tales como la oxidación del petróleo liquido pueden también ser motivo de solidificación. En la naturaleza todas las variantes desde formas sólidas duras y quebradizas, pasando por sustancias suaves y sedosas, semisólidos viscosos, líquidos pesados y viscosos, líquidos ligeros y volátiles de consistencia similar al agua, vapor y densos a ligeros, y gases casi inconfesables, pueden encontrarse asociados en una sola región al ocurrir cambios de presión, temperatura y otros cambios físicos o químicos, ocurriendo un reajuste continuo entre las diferentes fases o las mezclas de hidrocarburo.

"Propiedades Físicas & Químicas"

Densidad:
El petróleo es más liviano que el agua. Su peso específico es influenciado por factores físicos y por la composición química del crudo. 0.75-0.95 Kgr./lt. Aumenta con el porcentaje de asfalto.

Olor:
Es característico y depende de la naturaleza y composición del aceite crudo. Los hidrocarburos no saturados dan olor desagradable, debido al ácido sulfhídrico y otros compuestos de azufre. Los petróleos crudos tienen olor aromático. En otros aceites el olor varía, dependiendo de la cantidad de hidrocarburos livianos y de las impurezas.

Color:
El color del petróleo varía de amarillo al rojo pardo y negro. Por luz reflejada, el aceite crudo es usualmente verde, debido a la fluorescencia;  Los aceites medianos color ámbar; Los aceites más pesados son oscuros. Por lo general, su tonalidad se oscurece con el aumento de su peso específico, que se incrementa al aumentar su porcentaje de asfalto. 

Viscosidad o resistencia al flujo:
Se mide por el tiempo necesario para que una cantidad dada de petróleo fluya a través de una pequeña abertura.


Tensión superficial y fuerza capilar:
Son  propiedades físicas que tienen un papel importante en la migración de hidrocarburos a través de las rocas de la corteza terrestre. La tensión superficial del petróleo que contenga gas disuelto es extremadamente baja “las bajas tensiones superficiales  tienden a disminuir los efectos de la fuerza capilar en el desplazamiento de petróleo crudo, en medios porosos mediante gases a alta presión”. El agua tiene mayor fuerza capilar que el petróleo; en consecuencia, puede esperarse que el agua ocupe los poros más pequeños, forzando al petróleo hacia los poros mayores.


"COMPOSICIÓN QUÍMICA"

El petróleo, se compone principalmente de carbono e hidrógeno en la porción 83-87% de Carbono y de 11-14% de Hidrógeno. Contiene abundantes impurezas de compuestos orgánicos en los que intervienen componentes como el azufre, oxígeno, nitrógeno, metacarpianos, SO2, H2S, alcoholes mezclados también con agua salada, ya sea libre o emulsionada, en cantidad variable. Como impurezas, se encuentran también diversas sales minerales como cloruros y sulfatos de Calcio, Magnesio y Fierro, su color varía entre ámbar y negro.

Los petróleos se clasifican de acuerdo con las series de hidrocarburos predominantes que los constituyen, las series que agrupan los hidrocarburos tienen propiedades semejantes y se representan por las siguientes fórmulas condensadas:

• Parafinas: Cn H2n+2
• Nafténicos: Cn H2n+4
• Aromáticos: Cn H2n+6
• Asfálticos: Cn H2n+8

Dependiendo del número de átomos de carbono y de la estructura de los hidrocarburos que integran el petróleo, se tienen diferentes propiedades que los caracterizan, determinando su comportamiento como combustibles, lubricantes, ceras o solventes.

Las cadenas lineales de carbono asociadas a hidrógeno constituyen las parafinas; cuando las cadenas son ramificadas se tienen las isoparafinas; al presentarse dobles uniones entre los átomos de carbono se forman las olefinas; las moléculas en las que se forman ciclos de carbono son los naftenos, y cuando estos ciclos presentan dobles uniones alternas (anillo bencénico) se tiene la familia de los aromáticos.

Hay hidrocarburos con presencia de azufre, nitrógeno y oxígeno formando familias bien caracterizadas, y un contenido menor de otros elementos. Al aumentar el peso molecular de los hidrocarburos las estructuras se hacen verdaderamente complejas y difíciles de identificar químicamente con precisión. Un ejemplo son los asfáltenos que forman parte del residuo de la destilación al vacío; estos compuestos además están presentes como coloides en una suspensión estable que se genera por el agrupamiento envolvente de las moléculas grandes por otras cada vez menores para constituir un todo semicontinuo.

"PROCESOS EN LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO Y GAS"