Estoy estudiando la producción de petróleo y encontré un hecho que me desconcertó. Dice que El flujo de fluidos aguas abajo de la cabeza de pozo debe ser supercrítico para no perturbar el flujo aguas arriba. De PetroWiki:
Un estrangulador de boca de pozo controla la presión de la superficie y la tasa de producción de un pozo. Los estranguladores suelen seleccionarse de modo que las fluctuaciones en la presión de la línea aguas abajo del estrangulador no tengan efecto en la tasa de producción. Esto requiere que el flujo a través del estrangulador esté a condiciones de flujo críticas.
Así que aprendí que el flujo (súper) crítico es cuando el número de Froude es $ \ge1 $ y, según múltiples fuentes, el número de Froude es la velocidad del flujo dividida por algunos velocidad característica que varía de un caso a otro:
- Thermopedia parece sugerir que esta es la velocidad del sonido:
Un avión asfixiado se forma en este lugar, y las reducciones adicionales de la presión aguas abajo no tienen efecto en las condiciones aguas arriba. ya que las ondas de rarefacción viajan a la velocidad del sonido local y se paran en el avión asfixiado.
- Wikipedia parece sugerir que esta es la velocidad de grupo de alguna perturbación (como la ondulación):
La información viaja a la velocidad de la onda. Esta es la velocidad a la que las ondas viajan hacia afuera desde un guijarro arrojado a un lago.
Tiendo a creer más en esto último, ya que encuentro muy poco probable que el petróleo viaje a más de 1500 m/s en la tubería, pero estoy confundido.
Entonces, ¿cuál debe ser la velocidad del petróleo en la tubería? ¿La velocidad del sonido (~1500m/s), la velocidad de algún tipo de ondulación (1-10 m/s -- mucho más razonable) o algo totalmente distinto?
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Según Wikipedia, los oleoductos fluyen entre 1 y 6 m/s . Observe que puede definir la velocidad característica como longitud característica dividida por el tiempo característico .
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@KyleKanos gracias. Como dices en esa respuesta, también me parece extraño que $c=sqrt(gH)$ y creo que no tiene sentido para el flujo de tuberías. Además, yo no sabría lo que sería un tiempo característico para este escenario.
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Ligera corrección: al utilizar $c=L/\tau$ en lugar de $c=\sqrt{gH}$ para olas poco profundas me confunde. Me siento perfectamente cómodo con este último - tenga en cuenta que esto no se aplica a su problema aquí porque usted no tiene ondas de gravedad.