Viscosidad De Petróleo 175y68

Viscosidad de petróleo mayo 24, 2009 743

La viscosidad de los crudos representa su característica de fluidez. Los crudos extrapesados son más viscosos que los pesados. Los pesados más viscosos que los medianos. Los medianos más viscosos que los livianos. Los livianos y condensados son los mas fluidos. Otro índice de apreciación de la fluidez de los crudos es la gravedad ° API, que mientras más alta sea indica más fluidez1. La viscosidad de los crudos se mide en poise o centipoise, en honor al medico e investigador Jean Louis Poiseuille. En términos físicos, la viscosidad absoluta se expresa en Dina-segundo por centímetro cuadrado. O de otra manera, se expresa que la viscosidad absoluta de un fluido es la fuerza tangencial en dinas necesarias para mover una unidad de área de un plano a unidad de velocidad, con relación a otro plano fijo y a una unidad de distancia entre los planos, mientras que el fluido en cuestión esta en o con los dos planos. La viscosidad de los crudos esta sujeta a cambios de temperatura, así que un crudo viscoso se toma mas fluido si se mantiene a una temperatura mas alta que la ambiental. Esta disminución de la viscosidad hace que la fricción sea menor y, por ende, facilita el flujo y hace que la presión requerida para el bombeo por tubería sea menor. Por ejemplo, un crudo venezolano muy viscoso como el de Boscan (10 ° API) tiene una Viscosidad Universal Saybolt (SUS) de 90.000 a 38 °C. El crudo liviano del campo de Santa Rosa (45 °API) tiene una viscosidad de 34 SUS a la misma temperatura y ambos a presión atmosférica. Relacionando las dos viscosidades, se podría decir que Boscan es 2.647 veces más viscoso que Santa Rosa o que este es 2.647 veces mas fluido que Boscan a esta temperatura. Cada crudo en situación estática en el yacimiento tiene determinada viscosidad, característica de la presión y temperatura.

Viscosidad:

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La viscosidad de un crudo es, al igual que la de cualquier otro fluido, una medida de la resistencia que ofrece a su conducción cuando éste, sometido al fenómeno de la fricción interna y la capa límite, está siendo deformado por esfuerzos de corte o tracción, encontrando que, la inversa de la viscosidad es la fluidez. Existen diversas unidades para definir la viscosidad, siendo las más utilizadas las descriptas a continuación: Viscosidad absoluta: Representa la viscosidad dinámica del líquido y es medida por el tiempo en que tarda en fluir a través de un tubo capilar a una determinada temperatura. Sus unidades son el poise o centipoise (gr/SegCm), siendo muy utilizada a fines prácticos. Viscosidad cinemática: Representa la característica propia del líquido desechando las fuerzas que genera su movimiento, obteniéndose a través del cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad del producto en cuestión. Su unidad es el stoke o centistoke (cm2/seg). Viscosidad Cinemática (CSt) = Viscosidad Absoluta / Densidad

Usualmente en refinería se utilizan varias unidades para referirse a la viscosidad cinemática. Además de centistokes existen las escalas (SSU) segundos Saybolt universal, (SSF) segundo Saybolt Furol, (RI) Segundos Redwood I y (°E) grados Engler. Viscosidad Universal Saybolt (SSU): representa el tiempo en segundos para que un flujo de 60 centímetros cúbicos salga de un recipiente tubular por medio de un orificio, debidamente calibrado y dispuesto en el fondo del recipiente, el cual se ha mantenido a temperatura constante. Viscosidad relativa: relación de la viscosidad de un fluido con respecto a la del agua. Viscosidad Engler: medida de viscosidad que expresa el tiempo de flujo de un volumen dado a través de un viscosímetro de Engler en relación con el tiempo requerido para el flujo del mismo volumen de agua, en cuyo caso la relación se expresa en grado Engler. Viscosidad Furol Saybolt (SSF): tiempo en segundos que tarda en fluir 60 cm3 de muestra a través de un orificio mayor que el Universal, calibrado en condiciones especificadas, utilizando un viscosímetro Saybolt. Viscosidad Redwood: Método de ensayo británico para determinar la viscosidad. Se expresa como el número de segundos necesarios para que 50 cm3 de la muestra fluyan en un viscosímetro Redwood, bajo condiciones específicas de ensayo. En el caso de los crudos es importante la viscosidad debido a que, por un lado, ésta depende de la conformación química del crudo, por lo que a mayor proporción de fracciones ligeras, menor es la viscosidad. Por otro lado, define las posibilidades de bombeo de los productos, la temperatura necesaria para realizarse y las características de los tubos. Cabe destacar aquí el efecto de la temperatura sobre la viscosidad, ya que esta disminuye merced al aumento de temperatura, tal como se puede ver en la imagen.

ropiedades y composición de diferentes hidrocarburos.

Fuente: Nota Técnica GPA 75 – Viscosidad y estructura en crudos pesados de la C.G.S.J. Los asfáltenos son químicamente estructuras poliaromáticas constituidas por anillos aromáticos y naftenicos (cicloparafinicos) vinculados entre sí mediante uniones electrónicas. En su estructura concentran heterocompuestos. Los asfáltenos tienden a asociarse aún en soluciones diluidas. Asfáltenos y resinas están asociados en los petróleos por medio de uniones hidrogeno intermoleculares. Si la concentración de los asfáltenos es superior al 4% estos forman un sistema coloidal que determina la viscosidad del producto. El origen de las altas viscosidades en los petróleos proviene del “enredado” de asfáltenos solvatados y estabilizados por las moléculas de resinas. Por efectos estéricos las resinas rodean a los asfáltenos y previenen su superposición (overlapping).Este fenómeno baja el efecto de los asfáltenos sobre la viscosidad.

Viscosidad

Ciertos fluidos como, por ejemplo, la miel muestran una viscosidad mayor que el agua. Con ello el lenguaje común expresa la resistencia a fluirque tienen ciertos líquidos.

La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a las deformaciones graduales producidas por tensiones cortantes o tensiones de tracción. La viscosidad se corresponde con el concepto informal de "espesor". Por ejemplo, la miel tiene una viscosidad mucho mayor que el agua.1 La viscosidad es una propiedad física característica de todos los fluidos, el cual emerge de las colisiones entre las partículas del fluido que se mueven a diferentes velocidades, provocando una resistencia a su movimiento. Cuando un fluido se mueve forzado por un tubo, las partículas que componen el fluido se mueven más rápido cerca del eje longitudinal del tubo, y más lentas cerca de las paredes. Por lo tanto, es necesario que exista una tensión cortante (como una diferencia de presión) para sobrepasar la resistencia de fricción entre las capas del líquido, y que el fluido se siga moviendo por el tubo. Para un mismo perfil radial de velocidades, la tensión requerida es proporcional a la viscosidad del fluido. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. La viscosidad nula solamente aparece en superfluidos a temperaturas muy bajas. El resto de fluidos conocidos presentan algo de viscosidad. Sin embargo, el modelo de viscosidad nula es una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. La viscosidad de algunos fluidos se mide experimentalmente con viscosímetros y reómetros. La parte de la física que estudia las propiedades viscosas de los fluidos es la reología. Índice [ocultar]

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1Definición 2Explicación de la viscosidad 3Expresiones cuantitativas o 3.1Fluido newtoniano 4Unidades o 4.1Viscosidad dinámica, μ o 4.2Viscosidad cinemática, ν 5Véase también 6Referencias o 6.1Bibliografía o 6.2Enlaces externos

Definición[editar] La viscosidad se manifiesta en líquidos y gases en movimiento. Se ha definido la viscosidad como la relación existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad. Esta viscosidad recibe el nombre de viscosidad absoluta o viscosidad dinámica. Generalmente se representa por la letra griega μ. Se conoce también otra viscosidad, denominada viscosidad cinemática, y se representa por ν. Para calcular la viscosidad cinemática basta con dividir la viscosidad dinámica por la densidad del fluido:2

Explicación de la viscosidad[editar] Imaginemos un bloque sólido (no fluido) sometido a una fuerza tangencial (por ejemplo: una goma de borrar sobre la que se sitúa la palma de la mano que empuja en dirección paralela a la mesa.) En este caso (a), el material sólido opone una resistencia a la fuerza aplicada, pero se deforma (b), tanto más, cuanto menor sea su rigidez. Si imaginamos que la goma de borrar está formada por delgadas capas unas sobre otras, el resultado de la deformación es el desplazamiento relativo de unas capas respecto de las adyacentes, tal como muestra la figura (c).

Deformación de un sólido por la aplicación de una fuerza tangencial.

En los líquidos, el pequeño rozamiento existente entre capas adyacentes se denomina viscosidad. Es su pequeña magnitud la que le confiere al fluido sus peculiares características; así, por ejemplo, si arrastramos la superficie de un líquido con la palma de la mano como hacíamos con la goma de borrar, las capas inferiores no se moverán o lo harán mucho más lentamente que la superficie ya que son arrastradas por efecto de la pequeña resistencia tangencial, mientras que las capas superiores fluyen con facilidad. Igualmente si revolvemos con una cuchara un recipiente grande con agua en el que hemos depositado pequeños trozos de corcho, observaremos que al revolver en el centro también se mueve la periferia y al revolver en la periferia también dan vueltas los trocitos de corcho del centro; de nuevo, las capas cilíndricas de agua se mueven por efecto de la viscosidad, disminuyendo su velocidad a medida que nos alejamos de la cuchara.

Ejemplo de la viscosidad de la leche y el agua. Líquidos con altas viscosidades no forman salpicaduras.

Cabe señalar que la viscosidad solo se manifiesta en fluidos en movimiento, ya que cuando el fluido está en reposo adopta una forma tal en la que no actúan las fuerzas tangenciales que no puede resistir. Es por ello por lo que llenado un recipiente con un líquido, la superficie del mismo permanece plana, es decir, perpendicular a la única fuerza que actúa en ese momento, la gravedad, sin existir por tanto componente tangencial alguna. Si la viscosidad fuera muy grande, el rozamiento entre capas adyacentes lo sería también, lo que significa que éstas no podrían moverse unas respecto de otras o lo harían muy poco, es decir, estaríamos ante un sólido. Si por el contrario la viscosidad fuera cero, estaríamos ante un superfluido que presenta propiedades notables como escapar de los recipientes aunque no estén llenos (véase Helio-II). La viscosidad es característica de todos los fluidos, tanto líquidos como gases, si bien, en este último caso su efecto suele ser despreciable, están más cerca de ser fluidos ideales.

Expresiones cuantitativas[editar] Existen diversos modelos de viscosidad aplicables a sustancias que presentan comportamientos viscosos de diferente tipo. El modelo o tipo de fluido viscoso más sencillo de caracterizar es el fluido newtoniano, que es un modelo lineal (entre el gradiente de velocidades y las tensiones tangenciales) pero también existen modelos no lineales con adelgazamiento o espesamiento por cortante o como los plásticos de Bingham.

Fluido newtoniano[editar]

Esquema que permite entender la resistencia al avance de una placa horizontal sobre la superficie de un fluido newtoniano.

En un fluido newtoniano la fuerza de resistencia experimentada por una placa que se mueve, a velocidad constante

por la superficie de un fluido viene dada por:

donde: , fuerza cortante (paralela a la velocidad). , área de la superficie del sólido en o con el fluido.

, coeficiente de viscosidad dinámica. , altura del nivel de fluido o distancia entre la placa horizontal y el fondo del recipiente que contiene al fluido. Esta expresión se puede reescribir en términos de tensiones tangenciales sobre la placa como:

donde

es la velocidad del fluido.

Unidades[editar] Véase también: Unidades de viscosidad

Viscosidad dinámica, μ[editar] La viscosidad dinámica, designada como μ, se mide, en unidades del Sistema Internacional, en pascal-segundo (Pa·s), o N·s·m-2, o kg·m−1·s−1. En el Sistema Cegesimal se utiliza el poise (P). 1 poise = 1 [P] = 10-1 [Pa·s] = [10-1 kg·s-1·m-1] A continuación se muestran valores de viscosidad dinámica para algunos fluidos:

Gas (a 0 °C):

Viscosidad dinámica μ [Pa·s]

Hidrógeno

0,00084

Aire

0,0000174

Xenón

0,000212

Agua (20 °C)

0,001

Viscosidad cinemática, ν[editar] La viscosidad cinemática, designada como ν, se mide, en unidades del Sistema Internacional, en metros cuadrados sobre segundo (m2·s1). En el Sistema Cegesimal se utiliza el stokes (St).