¿Qué es el flujo anular?
El flujo anular es un método de flujo de líquido y gas en una tubería donde el material de peso molecular más ligero fluye en el centro de la tubería y el material de peso molecular más pesado forma una película delgada que fluye a lo largo de la pared de la tubería. A menudo se observa en la industria del petróleo, donde los caudales son altos y pueden ocurrir en tubos horizontales y verticales. El fluido o gas de masa más ligero también puede estar en forma de niebla o suspensión coloidal conocida como emulsión. La interfaz entre los materiales de flujo puede no ser precisa, y puede involucrar mezclas de gas y líquidos.
Las variaciones en el flujo anular se clasifican como flujo ondulado, donde ocurren irregularidades o flujo anular tenue. En el flujo anular tenue, a medida que aumenta el caudal, la suspensión coloidal de los glóbulos de gas en el núcleo aumenta y conduce a los glóbulos que se extienden en rayas y bultos tenues. También existen varios otros tipos de regímenes de flujo, incluidos burbujas, babosas y flujo de rotación en tubos verticales, así como estratifasIED y ondulado estratificado en tubería horizontal.
Las tasas de flujo anular calculador pueden ser difíciles, ya que las ecuaciones requieren una medida precisa del diámetro interior de la tubería. Esto varía porque el flujo anular tiene un límite sin flujo dentro de él que cambia el diámetro efectivo del interior de la tubería. Los valores precisos son difíciles de obtener dependiendo del método de cálculo utilizado.
Dos series de ecuaciones se usan comúnmente para determinar el flujo anular. El primero se conoce como flujo perimetral humedecido, donde el diámetro efectivo de la tubería se divide por un producto cuadrado de áreas de flujo interno y externo. Los cálculos del perímetro humedecido no son ideales, ya que se basan completamente en el flujo interno restado del flujo externo sin asignación para la región sin flujo. El método de ingeniería de petróleo utiliza un método más complejo para comparar el flujo interno y externo, y se sabe que produce resultados de velocidad de flujoque son aproximadamente un 40% más altos que el método perimetral humedecido. Las ecuaciones de ingeniería de petróleo parecen reflejar la velocidad de flujo medida real mejor que el método perimetral humedecido, sin embargo, el método humedecido es el estándar utilizado en la ingeniería académica.
Los factores de fricción también deben tenerse en cuenta en el flujo anular. El uso de la superficie externa de la tubería para estimar la fricción es un método. La creación de una fricción promedio basada en datos ponderados también se realiza, y ambos se consideran enfoques legítimos.
También hay varias etapas en el flujo de gas-líquido en la tubería donde se producen transiciones entre los diversos tipos de regímenes de flujo. Las transiciones pueden incluir cambios de anular a anularmente anular, y enchufe a flujo anular en tubería vertical. En la tubería horizontal, las transiciones comunes en los esquemas de flujo incluyen la babosa a la transición anular. Estos, así como muchos otros tipos de estados de flujo y transiciones, tienen modelos matemáticos únicos para calcular lo que el caudal de corriente en la tuberíaen realidad es.