Modelado de flujo compresible unidimensional y homoentrópico por el metodo de volúmenes finitos

En este trabajo se presenta el modelado de dos situaciones típicas de flujo compresible, el problema de Riemann y el tubo DeHaller, bajo condiciones de flujo unidimensional y homoentrópico, es decir, sin tener en consideración las variaciones de entropía producidas por la transferencia de calor y la fricción. El modelo desarrollado se basó en el sistema de ecuaciones de Euler (ecuaciones generalizadas de conservación de la masa, cantidad de movimiento y energía), que apoyado en la ecuación de gas ideal fue solucionado por el método de los volúmenes finitos. La discretización espacial se realizó con un esquema upwind de primer orden y como criterio de estabilidad se utilizó el número CFL. La validación de los resultados obtenidos se realizó por comparación con las conocidas soluciones del problema de Riemann y del tubo DeHaller, obteniéndose desviaciones inferiores al 1% para CFL menores a 0.1. Valores del CFL cercanos a 1 generaron respuestas computacionales rápidas, pero inestabilidades en la solución e impropias del fenómeno físico

Modelado De Flujo Compresible Unidimensional Y Homoentópico Por El Método De Volúmenes Finitos

In this paper it is presented two typical problems related with compressible flow modelling, the Riemann problem and DeHaller duct. The model was developed under one-dimensional and homentropic flow conditions, therefore, not taking into account entropy variations by heat transfer and friction. The model was constructed using Euler’s system of equations (generalized form of conservation of mass, momentum and energy) and an ideal gas state equation and then solved by finite volume methods. The spatial discretisation was made using a first order upwind scheme and the CFL number was used as stability criterion. The model results were validated by comparison with known analytical solutions of The Riemann and DeHaller problems. Deviations below 1% were obtained when CFL values were lesser than 0.1. Bigger CFL numbers (closer to 1) produced fast computer results but instabilities out of the physical phenomenon were present.En este trabajo se presenta el modelado de dos situaciones típicas de flujo compresible, el problema de Riemann y el tubo DeHaller, bajo condiciones de flujo unidimensional y homoentrópico, es decir, sin tener en consideración las variaciones de entropía producidas por la transferencia de calor y la fricción. El modelo desarrollado se basó en el sistema de ecuaciones de Euler (ecuaciones generalizadas de conservación de la masa, cantidad de movimiento y energía), que apoyado en la ecuación de gas ideal fue solucionado por el método de los volúmenes finitos. La discretización espacial se realizó con un esquema upwind de primer orden y como criterio de estabilidad se utilizó el número CFL. La validación de los resultados obtenidos se realizó por comparación con las conocidas soluciones del problema de Riemann y del tubo DeHaller, obteniéndose desviaciones inferiores al 1% para CFL menores a 0.1. Valores del CFL cercanos a 1 generaron respuestas computacionales rápidas, pero inestabilidades en la solución e impropias del fenómeno físico

Estudio de factibilidad para la implementación de un ciclo orgánico de rankine en pozos de extracción de petróleo

This paper analyzes the technical and economical feasibility of generating electricity from low temperature geothermal resources available in oil oilfields in Colombia using Organic Rankine Cycle technology. The water obtained as a byproduct during oil extraction has a temperature of 118 °C at wellhead and 80 °C on average in disposal stages; the water flow rates reach values of 2.38 m³/s. In order to improve the efficiency of the conventional ORC cycle, additional heating and cooling alternatives were evaluated for the hot and cold streams, respectively. Our results show that 1,165.1 MWh of annual energy would be produced in one of the fields by a comercial 280 kW-ORC. The correlated generation cost would be around 0,102 U$/KWh. According to this study, the implementation of ORC tools are not feasible because higher temperatures are required.É avaliada a viabilidade técnica e económica do uso do ciclo orgânico de Rankine para gerar eletricidade a partir do aproveitamento do recurso geotérmico de baixa temperatura disponível em vários campos de petróleo na Colômbia. As temperaturas da água obtida como subproduto durante a extração do óleo é de 118 °C na cabeça do poço e 82 °C em estágios de prontidão, com taxas de fluxo de até 2,38 m³/s. Para aumentar a eficiência do ciclo de ORC convencional, foram avaliados alternativas de aquecimento da tensão do lado de alta temperatura e de arrefecimento do lado de baixa temperatura. Verificou-se que uma equipe comercial ORC de 280 kW produziria em um dos campos de 1.165,1 MWh por ano a um custo de geração de 0,102$ US/kWh. Os resultados deste estudo não permitem a implantação de equipes ORC porque é necessária maiores temperaturas que assegurem a viabilidade técnica.Se evalúa la factibilidad técnica y económica del uso de un Ciclo Orgánico de Rankine para la generación de electricidad, a partir del aprovechamiento del recurso geotérmico de baja temperatura disponible en varios campos de petróleo en Colombia. Las temperaturas del agua obtenida como subproducto durante la extracción de crudo son 118 °C en boca de pozo y 82 °C en etapas de disposición, con caudales de hasta 2,38 m³/s. Para incrementar la eficiencia del ciclo ORC convencional, fueron evaluadas alternativas de calentamiento de la corriente del lado de alta temperatura y de enfriamiento del lado de baja temperatura. Se encontró que un equipo comercial ORC de 280 kW produciría en uno de los campos 1165,1 MWh anuales con un costo de generación de 0,102 U$/kWh. Los resultados de este estudio no permiten la implementación de equipos ORC porque se requieren mayores temperaturas que garanticen la factibilidad técnica

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN CICLO ORGÁNICO DE RANKINE EN POZOS DE EXTRACCIÓN DE PETRÓLEO

Se evalúa la factibilidad técnica y económica del uso de un Ciclo Orgánico de Rankine para la generación de electricidad, a partir del aprovechamiento del recurso geotérmico de baja temperatura disponible en varios campos de petróleo en Colombia. Las temperaturas del agua obtenida como subproducto durante la extracción de crudo son 118 °C en boca de pozo y 82 °C en etapas de disposición, con caudales de hasta 2,38 m³/s. Para incrementar la eficiencia del ciclo ORC convencional, fueron evaluadas alternativas de calentamiento de la corriente del lado de alta temperatura y de enfriamiento del lado de baja temperatura. Se encontró que un equipo comercial ORC de 280 kW produciría en uno de los campos 1165,1 MWh anuales con un costo de generación de 0,102 U$/kWh. Los resultados de este estudio no permiten la implementación de equipos ORC porque se requieren mayores temperaturas que garanticen la factibilidad técnica

Diseño y construcción de un banco patrón basado en la tecnología de boquillas sónicas para calibración de medidores de gas

IP 3277-06-12787Incluye anexos