patrones de flujo

PATRONES DE FLUIDOSANTECEDENTE

S

Cuando se habla de fluidos, en general se refiere tanto a líquidos

como a gases, los más importantes son el agua y el aire, como

también lo son los combustibles, los lubricantes, etc.

Las propiedades de los fluidos de líquidos como gases se aplican alflujo de aire a través de las tuberías

El aprovechamiento de los recursos hidráulicos y el estudio de ellos

por parte de la ingeniería nos llevan al buen uso de la energía

hidráulica. Las estructuras hidráulicas, la ingeniería naval son

factibles de analizarlas debido al estudio del comportamiento del

agua.

El estudio de la mecánica de fluidos resuelve la problemática de la

construcción de las redes de distribución de oleoductos, y de

gasoductos.

INTRODUCCIÒN

Flujo segregado:

Las dos fases están separadas por gravedad, donde la fase más densa

fluye en el fondo de la tubería y la fase menos densa en el tope. Par

este flujo existen 2 sub-patrones.

PATRONES DE FLUJO HORIZONTAL

Flujo Dispersos:

Son aquellos en los que se puede identificar una fase continua y una

discontinua. La fase discontinua está formada por gotas de una

misma fase de distinto tamaño, mientras más pequeñas estas, mayor

la dispersión; un tamaño grande de gota indicaría una tendencia de

la fase a coalescer, haciéndose la fase de nuevo continua. Se

presentan 4 sub patrones.

FLUJO EN TUBOS VERTICALES:

PATRONES DE FLUJO VERTICAL

Flujo de burbuja:

• La tubería se encuentraprácticamente llena de líquido yla fase de gas libre se presenta enpequeñas burbujas las cuales semueven a diferentes velocidadesexceptuando aquellas que por sudensidad tienen pequeñosefectos en el gradiente depresión. La pared de la tuberíaesta siempre en contacto con lafase líquida.

Flujo Slug:

• La fase gaseosa es massignificativa. Sin embargo la faselíquida sigue siendo continua, lasburbujas de gas coalescen yforman tapones o slugs los cualesocupan prácticamente toda lasección transversal de la tubería. Ellíquido que rodea la burbuja puedemoverse a bajas velocidades enforma descendente. El gas y ellíquido tiene efectos significativosen la caída de presión.

Flujo de transición o churn:

• Es cuando ocurre elcambio de la fase líquidacontinua a la fase de gascontinua. Las burbujas degas pueden unirse y ellíquido puede entrar enla burbuja. Aunque losefectos del líquido sonsignificantes, dominanlos de la fase gaseosa .

Flujo anular:

• La fase gaseosa escontinua y la mayorparte del líquido seintroduce en ésta enforma de gotitas. Lapared de la tubería estacubierta por una películade líquido y las fasegaseosa controla lacaída de presión.

• En este rango de incremento de ángulos, elrégimen Estratificadodesaparece y el nuevopatrón de flujo observado es llamado

• Flujo Revuelto (Churn).

• Usualmente, los patrones de flujo son mássimétricosalrededor del eje de la tubería, ymenos dominados por la gravedad.Lospatrones de flujo existentes son: flujobache, flujo burbuja, flujo Anular,flujoBurbuja-disperso

PATRONES DE FLUJO EN TUBERIAS INCLINADAS ASCENDENTES

• Flujo Bache (Slug (SL)).

• El régimen de flujo bache en tuberías verticalesessimétrico alrededor del eje de la tubería, se debe aque la fasegaseosa está localizada en una bolsade gas en forma de baladenominada “Burbujas deTaylor” con un diámetro similar al diámetro delatubería. El flujo consiste de sucesivas “Burbujas deTaylor” y bacheslíquidos, que ocupan la seccióntransversal de la tubería. Una películadelgada fluyedescendentemente entre la “Burbuja de Taylor” y lapared de la tubería. La película penetra dentro delsiguiente bache líquido,creando una zona mixtaventilada por las pequeñas burbujas de gas

• Flujo Anular (A).

• Como en el caso del flujo horizontal, esteflujo secaracteriza por un movimientorápido en el centro gaseoso con entradadegotas líquidas y un bajo movimiento de lapelícula líquida alrededor de lapared de latubería. El flujo está asociado con unaestructura de ondainterfacial, que resulta enuna alta tensión de corte interfacial. Enflujovertical, el espesor de la películalíquida alrededor de la tuberíaesaproximadamente uniforme

Tuberías inclinadas con flujo

descendente

• Para flujos con inclinación hacia

abajo, el patrón de flujodominante es

Estratificado-Ondulado, ocurre sobre

un amplio rango deinclinación de

ángulos hacia abajo, entre flujo

horizontal y bajo los -80º, ycubriendo

un amplio rango de tasas de flujo

líquido y flujo de gas.