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Papers by Nain Sojo
Dada la diferencia de temperatura existente entre el agua caliente, aire caliente o vapor, y el m... more Dada la diferencia de temperatura existente entre el agua caliente, aire caliente o vapor, y el medio ambiente que rodea las líneas de superficie (líneas que transportan el fluido hasta el cabezal del pozo) y la tubería de inyección en el hoyo del pozo, parte del contenido de calor del fluido que fluye se pierde antes de llegar a la formación. Por lo tanto, es importante cuantificar cuanto calor se pierde y tratar de reducir éstas pérdidas a un valor mínimo. La figura 6.1 ilustra las pérdidas de calor en un sistema de inyección empezando en la unidad térmica o fuente de calor, con las subsecuentes pérdidas de calor ocurriendo en las líneas de inyección de superficie, en el cabezal de inyección, el pozo y finalmente en la formación y en los estratos adyacentes. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR Por definición, calor es la energía que se transfiere como resultado de una diferencia o gradiente de temperatura. Matemáticamente es una cantidad vectorial, en el sentido que fluye de regiones de altas temperaturas a regiones de baja temperatura. Los mecanismos básicos de transferencia de calor son: conducción, radiación y convección, aunque una inspección detallada del mecanismo de convección revela que este es una combinación de los mecanismos de radiación y conducción. CONDUCCIÓN Es la transferencia de calor de una parte de un cuerpo a alta temperatura, a otra parte del mismo, a menor temperatura, o de un cuerpo a alta temperatura a otro cuerpo a menor temperatura, en contacto físico con él. Si las temperaturas de los cuerpos no cambian con el tiempo, (o sea, el proceso ocurre bajo condiciones de flujo continuo), la ley física que describe el calor por conducción se conoce como la primera Ley de Fourier, propuesta en 1822, y viene dada por: Donde: Q c = Tasa de flujo de calor por conducción en BTU/h A = Área a través de la cual ocurre el flujo en pie 2 = Gradiente de temperatura en °F/pie. K H = Conductividad térmica del material en Btu/hr.pie.°F El signo negativo indica que la transferencia de calor es en la dirección de menor temperatura. La ecuación anterior aplica para la conducción en sólidos, líquidos y gases, aunque como es de esperarse, el valor de K H es mayor para sólidos que para líquidos y gases. Esta ecuación se puede integrar considerando diferentes tipos de cuerpos. Así, si la aplicamos a un cuerpo de área A, espesor ∆X, con flujo lineal de calor y diferencia de temperatura igual a ∆T, se obtiene:
Dada la diferencia de temperatura existente entre el agua caliente, aire caliente o vapor, y el m... more Dada la diferencia de temperatura existente entre el agua caliente, aire caliente o vapor, y el medio ambiente que rodea las líneas de superficie (líneas que transportan el fluido hasta el cabezal del pozo) y la tubería de inyección en el hoyo del pozo, parte del contenido de calor del fluido que fluye se pierde antes de llegar a la formación. Por lo tanto, es importante cuantificar cuanto calor se pierde y tratar de reducir éstas pérdidas a un valor mínimo. La figura 6.1 ilustra las pérdidas de calor en un sistema de inyección empezando en la unidad térmica o fuente de calor, con las subsecuentes pérdidas de calor ocurriendo en las líneas de inyección de superficie, en el cabezal de inyección, el pozo y finalmente en la formación y en los estratos adyacentes. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR Por definición, calor es la energía que se transfiere como resultado de una diferencia o gradiente de temperatura. Matemáticamente es una cantidad vectorial, en el sentido que fluye de regiones de altas temperaturas a regiones de baja temperatura. Los mecanismos básicos de transferencia de calor son: conducción, radiación y convección, aunque una inspección detallada del mecanismo de convección revela que este es una combinación de los mecanismos de radiación y conducción. CONDUCCIÓN Es la transferencia de calor de una parte de un cuerpo a alta temperatura, a otra parte del mismo, a menor temperatura, o de un cuerpo a alta temperatura a otro cuerpo a menor temperatura, en contacto físico con él. Si las temperaturas de los cuerpos no cambian con el tiempo, (o sea, el proceso ocurre bajo condiciones de flujo continuo), la ley física que describe el calor por conducción se conoce como la primera Ley de Fourier, propuesta en 1822, y viene dada por: Donde: Q c = Tasa de flujo de calor por conducción en BTU/h A = Área a través de la cual ocurre el flujo en pie 2 = Gradiente de temperatura en °F/pie. K H = Conductividad térmica del material en Btu/hr.pie.°F El signo negativo indica que la transferencia de calor es en la dirección de menor temperatura. La ecuación anterior aplica para la conducción en sólidos, líquidos y gases, aunque como es de esperarse, el valor de K H es mayor para sólidos que para líquidos y gases. Esta ecuación se puede integrar considerando diferentes tipos de cuerpos. Así, si la aplicamos a un cuerpo de área A, espesor ∆X, con flujo lineal de calor y diferencia de temperatura igual a ∆T, se obtiene: