flujos multifasicos

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Régimen de flujo en tuberías verticales, horizontales e inclinadas

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FLUJOS MULTIFASICOS

El denominado flujo multifsico es encontrado en un gran nmero de industrias, y es simplemente la presencia de ms de dos fases en una misma lnea de flujo. Los sistemas bifsicos son el caso ms predominante presentndose en combinaciones como el flujo lquido-gas.

PATRONES DE FLUJOLos patrones de flujo son las diferentes configuraciones que tienen el lquido y el gas en su movimiento a travs de las tuberas.El tipo del patrn de flujo depende principalmente de las velocidades superficiales, as como de la geometra del sistema y las propiedades fsicas de la mezcla.

1.1 PATRONES DE FLUJO EN TUBERIA HORIZONTAL

1.1.1 Flujo de burbuja:El flujo burbuja en una tubera horizontal a bajas tasas de gas y lquido, se caracteriza por la formacin de pequeas burbujas que fluyen a travs del tope de la tubera debido a la segregacin gravitacional. Cuando la tasa de lquido aumenta, las burbujas se vuelven ms dispersas, se obtiene un flujo muy homogneo de pequeas burbujas de gas distribuidas de una manera uniforme. A medida que la tasa de gas aumenta, las burbujas de gas coalecen y crecen en tamao, formando una burbuja elongada. Si la velocidad superficial del lquido es superior a 2.44 m/s, el fluido se encuentra tan disperso que es imposible observar la transicin a flujo tapn claramente, si la velocidad es menor se puede observar este cambio.La pared de la tubera esta siempre en contacto con la fase lquida. Este patrn de flujo se presenta para velocidades superficiales de lquido entre 2 y 5m/s. La velocidad de la burbuja excede la del lquido debido a la flotabilidad. Cuando el flujo de gas es incrementado, el tamao, nmero y velocidad de las burbujas aumenta. En lo que respecta a las cadas de presin el gas casi no presenta ningn efecto excepto por su influencia sobre la densidad.Cuando la tubera se encuentra inclinada y el flujo es aguas arriba, a bajas tasas de gas las pequeas burbujas de gas fluyen hacia la parte superior de la seccin transversal de la tubera. A altas tasas de gas, las burbujas de gas tienden a coalecer para formar burbujas ms largas. A altos ngulos de inclinacin, Las pequeas burbujas de gas estn un poco dispersas y distribuidas de una manera ms uniforme a travs de la seccin transversal de la tuberaTubera vertical La relacin gas-lquido es pequea. El gas est presente como pequeas burbujas, distribuidas al azar, cuyos dimetros varan tambin de forma aleatoria. Flujo tapn o bache:En este rgimen, la fase gaseosa est ms pronunciada. Sin embargo la fase liquida sigue siendo continua, las burbujas de gas coalescen y forman burbujas estables de forma y tamao similar al dimetro de la tubera. Las burbujas son separadas por tapones de lquido y rodeadas de una pelcula delgada de lquido, la velocidad de las burbujas es mayor que la del lquidoA altas velocidades, el lquido puede introducirse en las burbujas de gas. En lo que respecta a las cadas de presin ambas fases liquida y gaseosa, tienen un efecto relevante. Se da a velocidades superficiales de lquidos menores a 0.8m/s y a velocidades de gases menores de 1m/s.

1.1.3 Flujo estratificado:En este caso el lquido fluye en la parte inferior de la tubera y el gas en la parte superior, producindose una interface gas-lquido. Se da cuando la velocidad del lquido es menor a 0.15m/s y la velocidad del gas esta entre 0.5 y 3m/s.

Flujo transicin (churn):El cambio de una fase continua liquida a una fase continua gaseosa ocurre en esta regin. Los tapones de lquido entre las burbujas prcticamente desaparecen, y una cantidad significante de lquido penetra la fase de gas. Aunque los efectos del lquido son significantes en las cadas de presin, el gas es la fase ms predominante. Flujo Ondulante:Es parecido al anterior, pero en este caso se rompe la continuidad de la interfase por ondulaciones en la superficie del lquido.Flujo anular:La fase gaseosa es continua y la mayor parte del lquido se introduce en sta en forma de gotitas. La pared de la tubera est cubierta por una pelcula de lquido y la fase gaseosa controla la cada de presin. Ocurre a velocidades superficiales de gas superiores a 6 m/s.

1.1.7 Flujo en Disperso:Prcticamente todo el lquido es arrastrado en forma de gotitas en el gas; se produce a velocidades de gas superiores a 50 m/s