Fisica Tarea Semana 4

EVALUACIÓN
Nombre asignatura: FÍSICA

EN PROCESOS
INDUSTRIALES.
Semana 4
Nombre del estudiante:
Fecha de entrega: 25-12-2023

Carrera: Ingeniería en
Prevención de Riesgo.
EVALUACIÓN
TAREA SEMANA 4.
DESARROLLO:
R:
De acuerdo con lo preguntado, puedo señalar que el estado del petróleo es liquido antes de
comenzar su proceso de fraccionamiento. Al ser liquido la forma será de acuerdo al contenedor
que lo contenga, ya que se adapta a el. Al ser liquido y encontrarse a presión normal no debería
cambiar su densidad.
Como el petróleo esta en estado líquido, permite que sea transportado por medio de
tuberías en la refinería por las distintas partes de esta para su proceso de fraccionamiento.
Cabe señalar que durante el proceso de refinamiento el petróleo es sometido a diferentes
temperaturas y estados de presión. En el caso específico del petróleo al estar en estado liquido es
isotrópica, es decir sus propiedades serán siempre las mismas en todas las direcciones.
El que se someta a diferentes temperaturas el petróleo, tiene que ver con la necesidad de
poder refinarlo y a través de ello obtener la separación de componentes no tan puros o deseados.
Ejemplo de ello, es eliminar las partículas de agua que puede contener, para que quede finalmente
el petróleo libre de agua.
Por último, señalar, con respecto a la presión que se encuentre el petróleo, dependerá a
que profundidad se encuentren almacenados los tambores de 650 m, es decir que a mayor
profundidad mayor es la presión debido al peso del líquido sobre este. La presión al interior del
tambor también dependerá de la densidad que tenga el petróleo.
R:
Cabe señalar que no se indica a que altura del nivel del mar se encuentra la refinería de
petróleo donde se realiza el proceso de fraccionamiento. Pero para poder responder la presente
pregunta, supondremos que nos encontramos a nivel del mar, por lo cual, la presión debe ser de
101325 Pa (pascal) aproximadamente.
La presión atmosférica en el tambor va a estar dado por la presión atmosférica y la presión
ejercida por la columna de petróleo contenido en el tambor. Es decir, presión hidrostática.
Es decir, presión total = presión atmosférica más presión hidrostática.

Con respecto a la presión hidrostática, la podemos determinar de la siguiente manera:
2
EVALUACIÓN
- Presión hidrostática = ρ⋅ g⋅ h, donde p corresponde a la densidad del petróleo, g

corresponde a la aceleración debido a la gravedad y h corresponde a la altura de la columna
de petróleo.
Ahora si llevamos lo señalado a la práctica:
P = 800 kg/m3
g = 9.81m/s2
h = 650 m
Aplicamos la formula ya señalada recientemente:
Presión hidrostática = 800 kg/m3 ⋅ 9,81 m/s2 ⋅ 650 m
Presión hidrostática = 5101200 Pa (pascal)
Ahora que ya tenemos la presión hidrostática, tenemos como resultado:
Presión total = Presión atmosférica + Presión hidrostática
Presión total = 101325 Pa + 5101200 Pa = 5202525 pa
Cabe señalar, que la presión representa la intensidad de la fuerza que se ejerce sobre cada
unidad de área de la superficie considerada. Cuanto mayor sea la fuerza que actúa sobre una
superficie dada, mayor será la presión y cuanto menor sea la superficie para una fuerza dada,
mayor será la presión resultante.
Lo recientemente señalado, en cuando a la dinámica de flujo, podemos señalar que el
petróleo a medida que sube a la superficie va disminuyendo la presión existente. Disminución, que
tiene relación con la columna de fluido ya que esta también disminuye.
Al llegar el petróleo a la superficie, la presión va directamente ligada a presión atmosférica
existente.
R:
La ecuación de continuidad es un producto de la ley de conservación de la
masa, que manifiesta que, en un conducto o tubería, sin importar su sección; mientras no existan
derivaciones, la cantidad de fluido que entra por uno de sus extremos debe salir por el otro. O
sea que se conserva el fluido a través de una cañería.
La ecuación de continuidad se expresa de la siguiente forma:
A1⋅ v1 = A2⋅ v2
Ahora aplicamos los datos entregados:
A1 = 80 m2, tubos con una entrada de 80 m2 de flujo laminar
v1 = 200 m/s, Corresponde a velocidad de entrada del flujo
3
EVALUACIÓN
v2 = es el 40% de la velocidad inicial de entrada de flujo

Procedemos a calcular la velocidad final:
v2 = 0.4 ⋅ 200 m/s
v2 = 80 m/s
Ahora que ya tenemos la velocidad final, procedemos de la siguiente manera:
A2 corresponde a área de salida:
A1 ⋅ v1 = A2 ⋅ v2
A2 = A1 ⋅ v1 / v2
Aplicamos los valores:
A2 = 80 m2 ⋅ 200 m/s / 80 m/s
A2 = 16.000 / 80 m/s
A2 = 200 m2
Por lo tanto, podemos señalar que el área final del flujo que sale del tubo a la torre de
fraccionamiento es de 200 m2.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- IACC (2023) LA PRESIÓN Y FLUIDOS, Física en Procesos Industriales Semana 4.
https://online.iacc.cl/pluginfile.php/3058400/mod_page/content/14/
S4_NOTAS_INICIO_ACC_FISPI1202%20.pdf
- IACC (2023) ECUACIÓN DE CONTINUIDAD, Física en Procesos Industriales Semana 4.
- https://online.iacc.cl/pluginfile.php/3058401/mod_page/content/12/
S4_INTERACTIVO_MICROACTIVIDAD_PROFUNDIZACION_ACC_FISPI1202.pdf

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Nombre asignatura: FÍSICA

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Fecha de entrega: 25-12-2023

Es decir, presión total = presión atmosférica más presión hidrostática.

- Presión hidrostática = ρ⋅ g⋅ h, donde p corresponde a la densidad del petróleo, g

v2 = es el 40% de la velocidad inicial de entrada de flujo

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