Co je to Annular Flow?
Prstencový tok je metoda proudění kapaliny a plynu v potrubí, kde materiál s menší molekulovou hmotností protéká středem trubky a těžší materiál s molekulovou hmotností tvoří tenký film, který protéká podél stěny trubky. To je často vidět v ropném průmyslu, kde jsou vysoké průtokové rychlosti, a může se vyskytovat v horizontální i vertikální trubce. Tekutina nebo plyn lehčí hmoty může být také ve formě mlhy nebo koloidní suspenze známé jako emulze. Rozhraní mezi tekoucími materiály nemusí být přesné a může zahrnovat směsi plynů a kapalin.
Variace v prstencovém toku jsou kategorizovány jako vlnitý tok, kde se vyskytují nepravidelnosti, nebo wispy prstencový tok. Při zvlněném prstencovém průtoku se při zvyšování průtoku zvyšuje koloidní suspenze globulí plynu v jádru a vede k tomu, že se kuličky šíří do choulostivých pruhů a hrudek. Existuje také několik dalších typů režimů proudění, včetně bublinového, slimáka a proudění ve svislé trubce, jakož i vrstvené a vrstvené vlnité trubky ve vodorovné trubce.
Výpočet prstencových průtoků může být obtížný, protože rovnice vyžadují přesnou míru vnitřního průměru potrubí. To se mění, protože prstencový tok má uvnitř sebe hranici toku, která mění efektivní průměr vnitřku trubky. Přesné hodnoty je obtížné zjistit v závislosti na použité metodě výpočtu.
K určení prstencového toku se běžně používají dvě řady rovnic. První je znám jako mokrý obvodový tok, kde efektivní průměr trubky je dělen čtvercovým součinem vnitřních a vnějších tokových oblastí. Výpočty perimetru za mokra nejsou ideální, protože jsou založeny zcela na tom, že vnitřní tok je odečten od vnějšího toku, aniž by bylo nutné počítat s oblastí bez toku. Metoda Petroleum Engineering používá složitější metodu porovnávání vnitřního a vnějšího toku a je známo, že produkuje výsledky průtoku, které jsou asi o 40% vyšší než metoda Wetted Perimeter. Zdá se, že rovnice Petroleum Engineering odrážejí skutečný měřený průtok lépe než metoda Wetted Perimeter, nicméně metoda Wetted je standard používaný v akademickém inženýrství.
Třecí faktory se také musí počítat v prstencovém toku. Jednou z metod je použití vnějšího povrchu trubky k odhadu tření. Rovněž je vytvořeno průměrné tření na základě vážených údajů a oba jsou považovány za legitimní přístupy.
Existují také různé fáze toku plynu a kapaliny v potrubí, kde dochází k přechodům mezi různými typy režimů proudění. Přechody mohou zahrnovat posuny z prstencového na mizerný-prstencový a zátka na prstencový tok ve svislé trubce. V horizontální trubce zahrnují běžné přechody v schématech průtoku slimák na prstenec. Všechny tyto, stejně jako mnoho dalších typů stavů a přechodů toku, mají jedinečné matematické modely pro výpočet toho, jaký je aktuální průtok v potrubí.