Procedimiento para determinar la variación de temperatura del petróleo pesado con comportamiento seudoplástico en tuberías conductoras Translated title: Procedure to determine the temperature variation of heavy oil with pseudoplastic behavior in conductive pipes

Abstract

RESUMEN En las instalaciones de bombeo en sistemas industriales es común que se presente flujo no estacionario. Esto se debe a que estas instalaciones suelen estar operando a una temperatura superior a la del ambiente, lo que produce variaciones en la densidad y en la viscosidad del fluido en función del tiempo. En el caso de los fluidos no Newtonianos con comportamiento seudoplásticos, el proceso se ve afectado por no encontrar procedimientos adecuados y específicos para determinar las propiedades termofísicas del fluido. En el presente artículo se propone un procedimiento de cálculo para determinar las variaciones de temperaturas del petróleo pesado bajo condiciones de intercambio térmico en tuberías aisladas; conformado por 24 ecuaciones. Se incluyen los parámetros reológicos en el modelo del coeficiente de convección del petróleo pesado. Las ecuaciones propuestas han sido validadas para casos reales en sistemas industriales, para el cual se pudo predecir el valor de estimación de variación de temperatura con un error máximo del 1,83% y un valor promedio de 1,39%. Los resultados de simulación indican que las pérdidas de temperatura en las tuberías aumentan con el aumento del caudal y la disminución del diámetro de la tubería; además, se encontró que estas pérdidas alcanzan un valor máximo de 0,58 °C para una tubería de menor diámetro (0,2 m) y menor flujo volumétrico (54,361 m3/h).

Translated abstract

ABSTRACT In industrial pumping systems, non-stationary fow is common. Because these facilities usually operate at a temperature higher than the surroundings, this causes a variation in the density and viscosity of the fluid over time. In the case of non-Newtonian fluids with pseudoplastic behavior, the process is affected by the lack of adequate and specific procedures to determine the thermo-physical properties of the fluid. This article proposes a calculation procedure to determine the temperature variations of heavy oil under heat exchange conditions in insulated pipes, consisting of 24 equations. The proposed equations have been validated for real cases in industrial systems, for which the estimated temperature variation value could be predicted with a maximum error of 1,83% and an average value of 1,39%. The simulation results indícate that temperature losses in pipes increase with increasing flow rate and decreasing pipe diameter and that these losses reach a maximum value of 0,58 °C for a smaller diameterpipe (0,2 m) and lower volumetric flow rate (54,361 m3/h).