Año del 50 Aniversario del Triunfo de la Revolución

Transcripción

1 MINISTERIO DE EDUCACIÓN DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN TÉCNICA Y PROFESIONAL FAMILIA DE ESPECIALIDADES: PETROLEO ESPECIALIDADES: TECNOLOGÌA DE LOS PROCESOS DE LA INDUSTRIA PETROLERA Y MECÀNICA DE LA INDUSTRIA PETROLERA PROGRAMA MECÁNICA DE LOS FLUIDOS. TUBERÌAS Y ACCESORIOS, EQUIPOS DINÁMICOS BOMBAS Y COMPRESORES CALIFICACIÓN TÉCNICO MEDIO ESCOLARIDAD DE INGRESO: 9º y 12º GRADO Cursos Escolares y Autores: Ms. C. Ing. Guillermo González Cepero Lic. Jorge Elizondo Cabana JUNIO DE 2009 Año del 50 Aniversario del Triunfo de la Revolución

2 Caracterización de la asignatura. El programa Mecánica de los Fluidos. Tubería y Accesorios. Equipos dinámicos, bombas y compresores, que forma parte de las asignaturas de Formación Profesional del Técnico Medio Petrolero le brinda a los estudiantes la posibilidad de conocer las principales leyes que se aplican en los fluidos y equipos que se utilizan en la industria del petróleo. El programa está estructurado de modo tal que el contenido se distribuye en nueve unidades: Unidades de medida. Propiedades básicas de los fluidos. Presión. Formas de expresión. Flotabilidad. Ecuación de Bernoulli. Demostración. Número de Reynold. Pérdida de energía por fricción. Equipos dinámicos. Compresores de aire. Ventiladores y sopladores. Bombas dinámicas. Bombas de desplazamiento positivo. Operación y mantenimiento de bombas y compresores. La asignatura se imparte en el primer o segundo año de la especialidad según la escolaridad de ingreso y tiene como conocimientos precedentes los adquiridos en primer año o en la formación preuniversitaria, A su vez, sirve como base a otras tales como: Perforación, control y servicios de pozos, Movimiento y Almacenaje de Productos. Lubricantes, Producción, Química del gas y el Petróleo. a los que aporta conocimientos y habilidades necesarios. El contenido, en cuanto a su enfoque metodológico, debe caracterizarse por la descripción y propiedades de los fluidos aplicando las leyes básicas que lo rigen durante su utilización en los procesos de perforación, producción y refinación del petróleo. El estudiante identificará los cálculos utilizados para la velocidad, razones de flujo, presión y pérdida de energía, así como podrán reconocer los equipos como bombas, compresores y otros. El método de enseñanza que debe prevalecer es el de elaboración conjunta a partir de la presentación de medios, equipos, instrumentos y presentaciones de PowerPoint donde el alumno participe directamente en la formación de conceptos y desarrollo de habilidades para identificar, seleccionar y aplicar cálculos sencillos a un sistema de flujo de fluidos, así como, clasificar e identificar bombas, compresores y cada uno de sus componentes. El nivel de asimilación y el desempeño cognitivo de los estudiantes no debe ser solamente la reproducción, sino niveles de conocimiento, donde no se excluyan aplicaciones prácticas sencillas y elementos de creación que servirán como base para desarrollar la evaluación final integral La asistencia a clases se establece por la Resolución Ministerial sobre evaluación vigente Objetivos Generales; Formar un técnico medio que posea: 1- Una concepción científica del mundo según los principios marxistas y martianos sobre la base de: La cognoscibilidad del mundo a través de la descripción de las propiedades de los fluidos en todos los procesos de perforación, producción y refinación de petróleo así como la utilización de bombas y compresores para lograr el desplazamiento de estos fluidos.

3 La relación causa-efecto para explicar la utilización de los fluidos en todos los procesos de perforación, producción y refinación del petróleo así como la utilización de bombas y compresores. El carácter constante del movimiento en la descripción de la evolución de la industria petrolera cubana hasta la actualidad y los retos que se le imponen, así como, al ejemplificar los fenómenos físicos que ocurren en todo el proceso con fluidos. 2- Una formación profesional básica y específica que le permita: Usar los conocimientos sobre las propiedades de los fluidos, el cálculo de perdida de energía en los circuitos de tuberías y los principios de trabajo de las bombas y los compresores. Identificar las características adecuadas de los fluidos utilizados así como la de los equipos empleados en su impulsión. Aplicar las normas operacionales y régimen tecnológico de la instalación en explotación. 3- Una cultura general integral que le permita: Aplicar las medidas de ahorro de sustancias, materiales y energía teniendo en cuenta la legislación vigente. Cuidar, mantener y conservar los equipos, instrumentos y herramientas a su disposición, aplicando las normas de seguridad e higiene del trabajo. Proteger el medio ambiente en general y en particular del entorno donde labora. Demostrar su capacidad para enfrentar las transformaciones que se producen en su puesto de trabajo y en CUPET, la organización petrolera cubana, con interés profesional, laboriosidad, responsabilidad, independencia, creatividad, disciplina laboral y tecnológica, comprometido con los problemas de la sociedad y acorde a los principios de la Revolución. El profesor en el aspecto educativo abordará en sus clases aspectos referidos a la protección personal contra enfermedades de transmisión sexual, el VIH, problemas que ocasionan las drogas, las bebidas alcohólicas y el fumar, la necesidad de proteger el medio ambiente particularmente en esta industria. Plan Temático: Especialidades;: Tecnología de los Procesos de la Industria Petrolera Mecánica de la Industria Petrolera Escolaridades de ingreso 9º y 12º Grado Ingresos a los cursos escolares y Frecuencia semanal 5 horas Semanas Lectivas 40 Total de horas de la asignatura 200 Unidad Temática Tiempo en horas clase TOTAL TEORÌA PRÀCTICA 1. Unidades de medida. Conversión Propiedades básicas de los fluidos Presión. Formas de expresión Flotabilidad Ecuación de Bernoulli. Demostración. Número de

4 Reynold. Pérdida de energía por fricción. 6. Tuberías y accesorios Equipos Dinámicos. Compresores de aire. Presión absoluta y presión manométrica. Tipos. Centrífugos, rotatorios y reciprocantes. Descripción. Partes y sistemas que lo forman. Procedimiento de arrancada y parada. Mantenimiento Ventiladores y sopladores. Partes Bombas dinámicas. Principio de trabajo. Tipos. Partes y sistemas. Bombas de desplazamiento positivo. Principios de trabajo. Tipos. Aplicaciones 10. Operación y mantenimiento de bombas y compresores Evaluación Reserva Total

5 Plan Analítico Unidad 1: Unidades de medida. Conversión. Seleccionar y aplicar los dos sistemas de medición a las variables con exactitud, precisión, su diferencia y sus fracciones significativas. Evaluar y desarrollar el análisis de regresión lineal (interpolación). Argumentar la importancia de la consistencia de unidades en una ecuación. 1.1 Introducción 1.2 Unidades de medida. Sistema internacional de unidades o sistema métrico y el sistema ingles o imperial de unidades. 1.3 Interpolación. Importancia. Procedimientos. 1.4 Conversión entre sistema internacional y sistema ingles. Tablas. Necesidad de la consistencia de unidades para realizar conversiones. Tablas Apoyar las explicaciones a través del uso del pizarrón durante la realización de los cálculos, las demostraciones de leyes y las conversiones de manera que todos los alumnos puedan observarlos y tomar nota. Presentar las tablas y algunas conversiones en Power Point además de las que tienen en el manual. Realizar ejercicios donde se apliquen cálculos y conversiones comenzando por los más sencillos y aumentar progresivamente el nivel de complejidad. Unidad 2: Propiedades básicas de los fluidos. Definir los conceptos de densidad, paso especifico, gravedad específica y la relación entre estas. Definir el término de compresibilidad de un liquido. Definir el término de viscosidad usando las ecuaciones y tablas apropiadas. Describir y diferenciar entre masa, peso, fuerza y su vinculación a las propiedades de un líquido. Diferenciar entre un fluido newtoniano y fluido no newtoniano. 2.1 Densidad. Peso específico. Gravedad específica y la relación entre estas. 2.2 Compresibilidad de un líquido. 2.3 Viscosidad. Viscosidad dinámica. Viscosidad cinemática. Tablas. 2.4 Relación entre masa, fuerza y aceleración. 2.5 Diferencia entre fluido newtoniano y fluido no newtoniano.

6 Tablas Muestras de volúmenes de diferentes sustancias. Jeringa con agua Mostrar tablas de densidad, peso específico, compresibilidad y viscosidad en Power Point en los momentos que requiera. Mostrar diapositivas donde aparecen fluidos como el lodo de perforación y otros para observar densidad, viscosidad y otras propiedades en el pozo ilustrado que se encuentra en la biblioteca del C.P.P. Utilizar muestras de igual volumen y distinto peso para que comprueben los alumnos que tienen diferente peso específico ejemplo: madera, bronce, plomo, poli espuma. Unidad 3: Presión. Formas de expresión. Definir la relación entre presión absoluta, presión manométrica y presión atmosférica. Describir el funcionamiento de los medidores de presión. Definir la relación entre un cambio de elevación o altura y la presión en un fluido Presión atmosférica. Presión absoluta y presión manométrica. Unidades de medida Relación entre presión y elevación Formas de medir la presión. Manómetros de diferentes tipos. Barómetros. Muestras de manómetros de diferentes tipos Bebedero de aves Depósitos y manguera Mostrar en clases diferentes manómetros reales o representaciones de los mismos en diapositivas de power point. Emplear en clases ejemplos prácticos de la presencia de la presión atmosférica como: El bebedero de aves. El vaso que lleno de agua se tapa con un papel y al virarlo no se derrama. Como extraer líquido de un depósito a otro con una manguera. Realizar ejercicios con los alumnos donde se aplique, cálculos de presión a diferentes alturas con diferentes sustancias. Unidad 4: Flotabilidad. Definir las fuerzas que actúan sobre un cuerpo cuando flota. Definir las condiciones en las que se debe encontrar un cuerpo para que se mantenga estable cuando se encuentra completamente sumergido en un fluido. Definir las condiciones en las que se debe encontrar un cuerpo para que se mantenga estable cuando flota en un fluido.

7 4.1. Flotabilidad. Aplicación 4.2. Procedimiento para resolver problemas de flotabilidad 4.3. Estabilidad de cuerpos totalmente sumergidos Estabilidad de cuerpos. Recipiente grande de plástico transparente Cuerpos diferentes que floten en agua Deben crearse situaciones problémicas para que el alumno con su experiencia analítica personal pueda ir conformando con la ayuda del profesor los conceptos y fuerzas que intervienen en la flotabilidad de cuerpos, con preguntas como: 1. Qué actúa sobre un recipiente vacío y cerrado que queremos sumergirlo en agua? 2. Si el recipiente anterior se le introducen determinadas cantidades de peso cambia su flotación? hay mayor volumen del recipiente que se sumerge ahora? qué ocurre? 3. Presentar cuerpos reales sumergidos en agua. Unidad 5: Ecuación de Bernoulli. Demostración. Número de Reynold. Pérdida de energía por fricción. Definir los valores de flujo volumétrico, flujo de peso y flujo másico. Explicar los términos de flujo volumétrico, flujo de peso y flujo másico usando el principio y la ecuación de continuidad. Describir la ecuación de Bernoulii aplicando el principio de conservación de la energía para aplicar las tres formas de energía (potencial, cinética y de flujo.) Identificar y calcular la velocidad de fluidos a través de diferentes tuberías Valor de flujo volumétrico, valor de flujo de peso y valor de flujo másico Ecuación de continuidad. Energía potencial. Energía cinética y energía de flujo Ecuación de Bernoulli 5.4. Ecuación general de la energía 5.5. Número de Reynold. Pérdida de energía por fricción. Tablas

8 Presentar esquemas donde se observa la ecuación de continuidad, el principio de conservación de la energía y la ecuación de Bernoulli en un depósito de presión atmosférica fig. 9; 10 y 11 respectivamente del Manual Mecánica de los fluidos del C.P.P. Presentar esquemas fig. 12 Manual Mecánica de fluidos del C.P.P. para demostrar la ecuación general de la energía donde hay energía añadida y pérdidas de energía. Presentar tablas de rugosidad y fricción en tuberías y accesorios a través de power point. Unidad 6: Tuberías y sus accesorios Identificar las tuberías, válvulas y accesorios de tuberías empleados en las diferentes instalaciones, según los requerimientos tecnológicos específicos Diferenciar tuberías en medidas milimétricas y en medidas inglesas 6.3. Calcular tramos de tuberías soldadas y roscadas en un sistema de tuberías 6.4. Determinar la capacidad de las tuberías 6.5. Determinar el torque de apriete de los pernos 6.1. Materiales más usados en la Industria del Petróleo. Diferencias entre tuberías en medidas milimétricas y medidas inglesas 6.2. Accesorios de tuberías. Codos de diferentes ángulos. Uniones, T, Cheques. Platillos o Bridas. Tipos. Usos Relación Presión Temperatura Tuberías y accesorios de acero 6.4. Tuberías y accesorios de hierro fundido Dimensiones y peso Tuberías y accesorios de Hierro Maleable Galvanizado Cálculo de tramos de tuberías roscadas en un sistema de tuberías 6.7. Tuberías y accesorios de Plástico. Unión mediante enlaces mecánicos Válvulas de diferentes tipos. De Compuerta. De Globo. De Aguja. Cheque. De Bola. Mariposa. De Alivio. De Seguridad De Alivio y Seguridad. Discos de Ruptura. Servicios. Materiales de construcción 6.9. Juntas. Diferentes tipos. Colocación y funciones de las mismas. Torque de apriete para pernos Empaquetaduras. Usos. Reemplazo. Distintos tipos. Unidad 7: Equipos dinámicos Explicar la teoría de los compresores de aire, presión absoluta, presión manométrica. Identificar los tipos de compresores centrífugos, rotatorios y reciprocantes. Enumerar los principales componentes de un compresor de aire así como los sistemas involucrados en su operación. Describir los procedimientos de arranque y parada en un compresor de aire. Enumerar los procedimientos de mantenimiento para los compresores de aire. 7.1 Compresores de aire. Función

9 7.2 Presión absoluta y presión manométrica. 7.3 Compresores centrífugos. Tipos. Usos Compresores rotatorios. Tipos. Usos Compresores reciprocantes. Tipos. Usos 7.4 Sistemas y partes de los compresores. Función de cada uno de ellos 7.5 Arranque y parada de los compresores. Protección 7.6 Mantenimiento a los compresores. Lubricación Mostrar esquemas con partes, mecanismos, sistemas y tipos de compresores en diapositivas de power point. Ciencias de la planta unidad 4 C.P.P. Identificar partes y sistemas. Coordinar visitas a talleres donde realizar practicas de identificación, localización y demostración en compresores de aire. Unidad 8: Ventiladores y sopladores. Partes Explicar los diferentes tipos de ventiladores que existen en dependencia del principio de funcionamiento y características de cada uno de ellos. Explicar los diferentes tipos de sopladores que existen en dependencia del principio de funcionamiento y características de cada uno de ellos Ventiladores y sopladores. Función. Principio de funcionamiento Tipos de ventiladores. Características de cada uno de ellos. Mostrar esquemas donde se observen las diferentes partes, así como los diferentes tipos y sus características con diapositivas en power point. Unidad 9: Bombas dinámicas. Principio de trabajo. Tipos. Partes y sistemas Bombas de desplazamiento positivo. Principios de trabajo. Tipos. Aplicaciones. Explicar los principios de trabajo de las bombas dinámicas y los procedimientos de selección de estas bombas. Describir los tipos de impelentes Describir la bomba dinámica y los sistemas que la forman. Describir los tipos y aplicaciones de las bombas dinámicas Explicar los principios de trabajo de las bombas de desplazamiento positivo. Describir los tipos y aplicaciones de las bombas reciprocantes.

10 Describir los tipos y aplicaciones de las bombas rotatorias de desplazamiento positivo Describir la bomba y los sistemas componentes Bombas dinámicas. Principio de trabajo. Selección 9.2. Diferentes partes de la bomba. Impelentes. Puntos de importantes sistemas componentes Tipo y aplicaciones de las bombas dinámicas 9.4. Bomba de desplazamiento positivo. Principio de trabajo. Selección y operación de estas bombas 9.5. Tipo y aplicaciones de las bombas reciprocantes 9.6. Bombas rotatorias. tipos y aplicaciones 9.7. Partes y sistemas de estas bombas Presentar esquemas y fotos de compresores, ventiladores y bombas donde se aprecien partes, mecanismos, tipos y utilidad en power point. Presentar fotos del CD El pozo ilustrado de PDVSA donde se observan estos elementos. Unidad 10: Operación y mantenimiento de bombas y compresores. Enumerar las condiciones que afectan la operación de las bombas y los compresores Describirlos procedimientos de mantenimiento y reparación de las bombas y los compresores. Ejecutar tareas de poner en marcha y detener bombas y compresores así como descarga del compresor Operación de puesta en marcha y detención de bombas.parámetros necesarios Condiciones que afectan la operación de las bombas Mantenimiento y reparación de bombas Operaciones de puesta en marcha y parada de compresores. Procedimiento de descarga Mantenimiento y reparación de compresores. Evaluación Realizar demostración y práctica en talleres o la industria donde el alumno lleva a la práctica lo aprendido.

11 La evaluación consistirá en la aplicación de controles sistemáticos, controles parciales que incluirán las actividades prácticas previstas, así como, la realización de un control final tal como se establece en el grupo I de la RM vigente y las Indicaciones Específicas para la evaluación en la Educación Técnica y Profesional. La asistencia a clases deberá ser igual o mayor que el 80%. Se recomienda evaluar, como mínimo, los siguientes objetivos: Practicar conversiones del sistema ingles al sistema métrico y viceversa. Relacionar los conceptos de densidad, paso específico, gravedad específica. Describir y diferenciar entre masa, peso y fuerza de los fluidos. Explicar la relación entre presión absoluta, presión manométrica y presión atmosférica. Identificar las fuerzas que intervienen en la flotabilidad. Describir los factores que influyen en la velocidad de los fluidos por las tuberías. Explicar la teoría de los compresores de aire, presión y presión manométrica. Explicar los principios de trabajo y los procedimientos de las bombas. Describir los procedimientos de mantenimiento y reparación de las bombas. Bibliografía: Básica Manual de Mecánica de los Fluidos. Folleto Equipos dinámicos, bombas y compresores Folleto Tuberías y Accesorios CPP Consulta Mott Robert L. applied fluid mechanics, prentic hall ta edition GPSA, Engineering Data Book (si version; 2 binder set) Power Engineering Part A. Volume one. El pozo ilustrado. CD