CURSO PLANTA CRUDO

1. CURSO
PLANTAS
DE CRUDO
Prof: Dante Anzoategui
Nelson Gomez

2. CURSO
PLANTAS
DE CRUDO
OBJETIVO:
Adquirir los conocimientos básicos para poder desarrollar una
operación eficiente y segura en una planta de procesamiento de gas
natural.

3. MAGNITUDES Y MEDIDAS
Magnitudes
 Las magnitudes son propiedades físicas que pueden ser medidas,
como por ejemplo temperatura, longitud, fuerza, corriente
eléctrica, etc.
 Encontramos dos tipos de magnitudes, las escalares y las
vectoriales.

4. MAGNITUDES Y MEDIDAS
Magnitudes escalares
 Las magnitudes escalares tienen únicamente como variable a un
número que representa una determinada cantidad.
 La masa de un cuerpo, que en el Sistema Internacional de
Unidades se mide en kilogramos, el volumen, que se mide en
metros cúbicos, la temperatura o la longitud, son algunos
ejemplos de magnitudes escalares.

5. MAGNITUDES Y MEDIDAS
Magnitudes vectoriales
 En muchos casos las magnitudes escalares no nos dan
información completa sobre una propiedad física.
 Por ejemplo una fuerza de determinado valor puede estar aplicada
sobre un cuerpo en diferentes sentidos y direcciones. Tenemos
entonces las magnitudes vectoriales que, como su nombre lo
indica, se representan mediante vectores, es decir que además de
un módulo (o valor absoluto) tienen una dirección y un sentido.

6. MAGNITUDES Y MEDIDAS
Magnitudes vectoriales
Ejemplos de magnitudes vectoriales son:
la velocidad, la fuerza, la
aceleración y el campo eléctrico.

7. MAGNITUDES Y MEDIDAS
Magnitudes fundamentales
Las unidades fundamentales se definen independientemente y, a
menudo, las cantidades son directamente medibles en un sistema
físico.
En general, un sistema de unidades requiere tres unidades
mecánicas (masa, longitud y tiempo). También se requiere una
unidad eléctrica.
Hay un total de siete magnitudes fundamentales:

8. MAGNITUDES FUNDAMENTALES
Magnitudes fundamentales
 Masa: kilogramo (kg)
 Longitud: metro (m)
 Tiempo: segundo (s)
 Corriente eléctrica: amperio (A)
 Temperatura: kelvin (K)
 Intensidad luminosa: candela (cd)
 Cantidad de sustancia: mol (mol)

9. MAGNITUDES DERIVADAS
Las magnitudes derivadas están formadas por el producto de las
unidades fundamentales. En otras palabras, estas cantidades
derivan del uso de las unidades fundamentales.
Estas unidades no se definen de forma independiente, ya que
dependen de la definición de otras unidades.
Por ejemplo, considere la cantidad vectorial de la velocidad.
Midiendo la distancia recorrida por un objeto y el tiempo tomado, se
puede determinar la velocidad media del objeto. Por lo tanto, la
velocidad es una magnitud derivada.

10. MAGNITUDES DERIVADAS
Excepto las 7 magnitudes fundamentales nombradas anteriormente,
todas las demás magnitudes son derivadas. Algunos ejemplos de
magnitudes derivadas son:
 Unidad de trabajo: joule o julio (J)
 Fuerza: newton (N)
 Presión: pascal (Pa)
 Potencia: vatio o watt (W)
 Carga eléctrica: culombio o coulomb (C)
 Potencial eléctrico: voltio (V)
 Resistencia eléctrica: ohmio o ohm (Ω)
 Frecuencia: hercio o hertz (Hz)

11. SISTEMAS DE UNIDADES
Un sistema de unidades es un conjunto de unidades (agrupadas y
definidas formalmente) que se utiliza como estándar.
Normalmente, en un sistema de unidades, se definen pocas
unidades básicas y a partir de éstas se definen varias unidades
derivadas.
Actualmente en la mayoría de los países se utiliza el Sistema
Internacional de Unidades, aunque también existen otros.

12. SISTEMAS DE UNIDADES
Entre los sistemas más conocidos podemos mencionar los
siguientes:
 Sistema Internacional de Unidades (SI), derivado del (MKS)
 Sistema anglosajón de unidades (Imperial)
 Sistema técnico (S. métrico decimal)
 Sistema CGS (f/s)
El Sistema Internacional de Unidades (abreviado como SI) es el
sistema de unidades más utilizado en la actualidad y se encuentra
adoptado en casi todo el mundo como estándar.

13. SISTEMAS INTERNACIONAL (SI)
Magnitud física Unidad del SI Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Temperatura kelvin K
Corriente eléctrica ampere A
Intensidad luminosa candela cd
Cantidad de sustancia mol mol

14. TEMPERATURA
La temperatura es la magnitud física que mide la energía cinética de
las moléculas y el estado térmico de un cuerpo. Esto es, mientras
más caliente esté el cuerpo, mayor es su energía cinética, es decir,
su agitación molecular; por el contrario, cuanto más frío esté el
cuerpo, menor es su agitación molecular.

15. ESCALAS DE TEMPERATURA
ESCALA CELSIUS
Para esta escala, se toman como puntos fijos, los puntos de
ebullición y de solidificación del agua, a los cuales se les asignan los
valores de 100 y 0 respectivamente. En esta escala, estos valores se
escriben como 100° y 0°. Esta unidad de medida se lee grado
Celsius y se denota por °C.
El grado Celsius, es la unidad creada por Anders Celsius para su
escala de temperatura. Es la unidad de temperatura más utilizada
internacionalmente.

16. ESCALAS DE TEMPERATURA
ESCALA KELVIN (absoluta)
En este caso, el valor de 0° corresponde al cero absoluto,
temperatura a la cual las moléculas y átomos de un sistema tienen
la mínima energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico
puede tener una temperatura inferior.
Dado que 0 K corresponden a -273,15 °C, se puede hallar una
fórmula de conversión, entre la escala Celsius y la escala Kelvin, de
la siguiente forma: TK = T°C + 273.15 °C

17. ESCALAS DE TEMPERATURA
ESCALA FAHRENHEIT
En esta escala también se utilizaron puntos fijos para construirla,
pero en este caso fueron los puntos de solidificación y de ebullición
del cloruro amónico en agua. Estos puntos se marcaron con los
valores de 0 y 100 respectivamente. La unidad de esta escala se
llama grado Fahrenheit y se denota por °F. Dado que en escala
Celsius, los valores de 0 °C y 100 °C corresponden a 32 °F y 212 °F
respectivamente, la fórmula de conversión de grados Celsius a
Fahrenheit es: Tf = 9/5 Tc + 32 c·

18. ESCALAS DE TEMPERATURA
ESCALA RANKINE
Es una escala de temperaturas muy utilizada en los EE.UU., y es
semejante a la escala Kelvin. Al igual que esta, presenta un cero en
el cero absoluto, por lo que también es una “escala absoluta”, con la
diferencia de que los intervalos de grado son idénticos al intervalo de
grado Fahrenheit.
TR = 9/5 TK = 1.8 Tk

19. ESCALAS DE TEMPERATURA

20. INSTRUMENTOS DETEMPERATURA
Termómetros Pirómetro Indicador de
temperatura
Transmisor de temperatura Switch de temperatura

21. PRESIÓN
La presión es una magnitud que mide el efecto deformador o
capacidad de penetración de una fuerza y se define como la fuerza
ejercida por unidad de superficie. Se expresa como:
P = F / S
Su unidad de medida en el S.I. es el N/m2, que se conoce como
Pascal (Pa). Un pascal es la presión que ejerce una fuerza de un
newton sobre una superficie de un metro cuadrado.
Por tanto, cuanto mayor sea la superficie del objeto que intentamos
deformar, más fuerza necesitaremos para conseguirlo.

22. PRESIÓN

23. PRESIÓN

24. PRESIÓN ABSOLUTA
Es la presión de un fluido medido con referencia al vacío perfecto o
cero absoluto (-273,15 °C). La presión absoluta es cero únicamente
cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la
proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular
es muy pequeña. Este término se creó debido a que la presión
atmosférica varia con la altitud y muchas veces los diseños se hacen
en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo
que un término absoluto unifica criterios.

25. PRESIÓN ATMOSFÉRICA
El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener
este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos
sometidos a una presión (atmosférica), la presión ejercida por la
atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del
barómetro (presión barométrica).
Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la
presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,35Kpa), disminuyendo estos
valores con la altitud. Se mide con un aparato llamado Barómetro.

26. PRESIÓN MANOMÉTRICA
Son normalmente las presiones superiores a la atmosférica, que se
mide por medio de un elemento que define la diferencia entre la
presión que es desconocida y la presión atmosférica que existe.
La presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión
atmosférica a la lectura del manómetro.
Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

27. PRESIÓN MANOMÉTRICA
Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

28. PRESIÓN HIDROSTÁTICA
La presión hidrostática es la presión ejercida por el peso de un
líquido sobre las paredes y el fondo del recipiente.
Se calcula como el producto de la densidad, la aceleración de la
gravedad y la altura: Ph = ρ . g . h (kg/m3 . m/s2 . m)
 Ph = Presión hidrostática [Pa]
 ρ = Densidad del líquido [kg/m3]
 g = Aceleración de la gravedad [m/s2]
 h = Altura [m]

29. PRESIÓN HIDROSTÁTICA
También podemos calcular la presión hidrostática como el peso
específico del líquido por la altura: 𝑃ℎ = 𝑃𝑒 . ℎ (𝑘𝑔.
𝑚
𝑠2
/ m3 . m)
 Ph = Presión hidrostática N/m2 [Pa]
 Pe = Peso específico del líquido [N/m3]
 h = Altura [m]

30. PRESIÓN HIDROSTÁTICA
Si consideramos la presión atmosférica, debemos sumársela a la
presión calculada anteriormente:
Ph = ρ . g . h + Po
 Ph = Presión hidrostática [Pa]
 ρ = Densidad del líquido [kg/m3]
 g = Aceleración de la gravedad [m/s2]
 h = Altura [m]
 Po = Presión atmosférica [Pa]

31. PRESIÓN HIDROSTÁTICA

32. PRESIÓN DIFERENCIAL
La presión diferencial es la
diferencia entre dos
presiones. Por ejemplo, la
diferencia de presiones en las
tomas de un tanque (Figura),
o en las tomas de una placa
de orificio.

33. INSTRUMENTOS DE MEDICION

34. CAUDAL
Se define como caudal o gasto, al volumen de líquido que fluye (es
decir que pasa por una sección transversal) en un determinado
tiempo.
¿Cómo se calcula el caudal?
Por su definición se calcula como el cociente entre el volumen y el
tiempo y por lo tanto se mide en unidades de volumen sobre
unidades de tiempo, como por ejemplo en metros cúbicos/segundo,
litros/segundo, etc.

35. CAUDAL
 Q = Caudal [m3/s]
 V = Volumen [m3]
 t = Tiempo [s]

36. CAUDAL
Pero la variación de la distancia sobre la variación del tiempo es la
definición de velocidad. Entonces también podemos calcular al
caudal como el producto de la sección por la velocidad.
 Q = Caudal [m3/s]
 S = Sección [m2]
 v = Velocidad [m/s]

37. VISCOSIDAD

38. VISCOSIDAD
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 corresponde con el concepto
informal de "espesor". Por ejemplo, la miel tiene una viscosidad
mucho mayor que el agua.
La viscosidad es una propiedad física característica de todos los
fluidos, la 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.

39. VISCOSIDAD
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.
La viscosidad de algunos fluidos se mide experimentalmente con
viscosímetros y reómetros.

40. VISCOSIDAD
Definición:
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:
ν = μ / ρ

41. VISCOSIDAD

42. VISCOSIDAD

43. VISCOSIDAD
Viscosidad dinámica, μ
Relaciona el esfuerzo o tensión local en un fluido en movimiento
con la velocidad de deformación de las partículas fluidas. La
viscosidad de un fluido es la resistencia a que las distintas láminas
deslicen entre sí.
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]

44. DENSIDAD
La densidad es una propiedad de la materia, ya sea al estado
solido, liquido o gaseoso. La densidad es la cantidad de masa por
unidad de volumen. Podemos interpretar esta definición como el
grado de compactación de un material. Mayor cantidad de masa en
igual volumen equivale a mayor densidad.
Tomemos como ejemplo el agua y el mercurio. El agua contenida en
un volumen de 1cm3 pesará 1 gramo, mientras el mercurio
utilizado para llenar el mismo volumen (1cm3) pesa 13,6 gramos; es
decir, la densidad del mercurio es mayor.

45. DENSIDAD
La densidad es una magnitud derivada y se obtiene, como su
definición explica, dividiendo la masa por el volumen (m/v = d).
Haciendo el análisis dimensional de la formula se obtiene que la
unidad de medida es kg/m3 (o múltiplos y submúltiplos
equivalentes).

46. DENSIDAD
La gravedad específica: también conocida como peso específico o
densidad relativa, consiste en la relación o cociente que existe
entre la densidad de una sustancia y la densidad de otra sustancia
de referencia (es usual que se utilice agua para líquidos y aire para
gas).
La gravedad específica aparente es la relación entre el peso
volumétrico de una sustancia y el peso del volumen de otra. La
gravedad específica suele usarse en la industria, ya que da
información sobre la concentración de las soluciones a usar de
forma sencilla.

47. DENSIDAD
La gravedad específica se calcula tomando en cuenta la siguiente
fórmula:
GE (ρr) = ρ sustancia/ ρ0 referencia
GE es la gravedad específica, ρ sustancia es la densidad de la
sustancia y ρ0 referencia es la densidad del material de referencia.
Para calcular o medir la densidad relativa entre dos materiales,
bien sean sólidos o líquidos, se utiliza un aparato conocido como
picnómetro, el cual se basa en el principio de Arquímedes.

48. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
El principio de Arquímedes afirma que cuando un cuerpo se
encuentra parcial o totalmente sumergido en un fluido en reposo,
sufrirá un Empuje vertical hacia arriba igual al peso de la masa
volumétrica del líquido
desplazado.
Esta fuerza se mide en
Newton.

49. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
E = Peso liq. Desplazado
E = m x g
Luego tenemos que 𝛿𝑙𝑖𝑞 =
𝑚
𝑣
E = 𝛿𝑙𝑖𝑞 . 𝑣𝑙𝑖𝑞 . 𝑔
E = kg/m3 . m3 . m/s2
E = kg . m/s2
E = Newton

50. GRACIAS