PATRONES DE FLUIDOSANTECEDENTES

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 al flujo 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 encuentra prácticamente llena de líquido y la fase de gas libre se presenta en pequeñas burbujas las cuales se mueven a diferentes velocidades exceptuando aquellas que por su densidad tienen pequeños efectos en el gradiente de presión. La pared de la tubería esta siempre en contacto con la fase líquida.

Flujo Slug:

• La fase gaseosa es mas significativa. Sin embargo la fase líquida sigue siendo continua, las burbujas de gas coalescen y forman tapones o slugs los cuales ocupan prácticamente toda la sección transversal de la tubería. El líquido que rodea la burbuja puede moverse a bajas velocidades en forma descendente. El gas y el líquido tiene efectos significativos en la caída de presión.

Flujo de transición o churn:

• Es cuando ocurre el cambio de la fase líquida continua a la fase de gas continua. Las burbujas de gas pueden unirse y el líquido puede entrar en la burbuja. Aunque los efectos del líquido son significantes, dominan los de la fase gaseosa .

Flujo anular:

• La fase gaseosa es continua y la mayor parte del líquido se introduce en ésta en forma de gotitas. La pared de la tubería esta cubierta por una película de líquido y las fase gaseosa controla la caída de presión.

• En este rango de incremento de ángulos, el régimen Estratificadodesaparece y el nuevo patrón de flujo observado es llamado

• Flujo Revuelto (Churn).• Usualmente, los patrones de flujo son

más simétricosalrededor del eje de la tubería, y menos dominados por la gravedad. Lospatrones de flujo existentes son: flujo bache, flujo burbuja, flujo Anular,flujo Burbuja-disperso

PATRONES DE FLUJO EN TUBERIAS INCLINADAS ASCENDENTES

• Flujo Bache (Slug (SL)).• El régimen de flujo bache en tuberías

verticaleses simétrico alrededor del eje de la tubería, se debe a que la fasegaseosa está localizada en una bolsa de gas en forma de baladenominada “Burbujas de Taylor” con un diámetro similar al diámetro dela tubería. El flujo consiste de sucesivas “Burbujas de Taylor” y bacheslíquidos, que ocupan la sección transversal de la tubería. Una películadelgada fluye descendentemente entre la “Burbuja de Taylor” y la pared de la tubería. La película penetra dentro del siguiente bache líquido,creando una zona mixta ventilada por las pequeñas burbujas de gas

• Flujo Anular (A).• Como en el caso del flujo horizontal,

este flujo secaracteriza por un movimiento rápido en el centro gaseoso con entrada degotas líquidas y un bajo movimiento de la película líquida alrededor de lapared de la tubería. El flujo está asociado con una estructura de ondainterfacial, que resulta en una alta tensión de corte interfacial. En flujovertical, el espesor de la película líquida alrededor de la tubería esaproximadamente 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.