Hva er ringformet flyt?

Ringformet strømning er en metode for flyt av væske og gass i en rørledning der materialet med lettere molekylvekt strømmer nedover røret sentrum og materialet med tyngre molekylvekt danner en tynn film som strømmer langs rørveggen. Det sees ofte i petroleumsindustrien der strømningshastighetene er høye, og kan forekomme i både horisontalt og vertikalt rør. Den lettere massevæsken eller gassen kan også være i form av en tåke eller kolloidal suspensjon kjent som en emulsjon. Grensesnittet mellom de flytende materialene er kanskje ikke nøyaktig, og kan involvere gass- og væskeblandinger.

Variasjoner i ringformet flyt er kategorisert som bølgete strømninger, der det oppstår uregelmessigheter, eller sprø ringformet flyt. I piskete ringformet strømning, når strømningshastigheten økes, øker den kolloidale suspensjonen av gasskuler i kjernen og fører til at kulene sprer seg ut i sprø striper og klumper. Flere andre typer strømningsregimer finnes også, inkludert boble-, snegle- og kamstrøm i vertikalt rør, så vel som stratifisert og stratifisert-bølget i horisontalt rør.

Det kan være vanskelig å beregne ringformede strømningshastigheter, da ligningene krever et nøyaktig mål på rørledningens innvendige diameter. Dette varierer fordi ringformet strømning har en grense uten strømning i seg som endrer den effektive diameteren på rørets indre. Det er vanskelig å oppnå nøyaktige verdier avhengig av beregningsmetoden som brukes.

To serier ligninger brukes ofte for å bestemme ringstrømmen. Den første er kjent som Wetted Perimeter flow, der den effektive diameteren på røret er delt av et kvadratisk produkt av indre og ytre strømningsområder. Beregnet fuktig omkrets er ikke ideell, da de er helt basert på indre strøm som blir trukket fra ytre strøm uten tillatelse for ikke-strømningsregionen. Petroleum Engineering-metoden bruker en mer kompleks metode for å sammenligne indre og ytre strømning, og det er kjent å gi strømningshastighetsresultater som er omtrent 40% høyere enn Wetted Perimeter-metoden. Petroleum Engineering-ligningene ser ut til å reflektere den faktiske målte strømningshastigheten bedre enn Wetted Perimeter-metoden, men Wetted-metoden er likevel standarden som brukes i akademisk prosjektering.

Friksjonsfaktorer må også redegjøres for i ringformet flyt. Å bruke den ytre overflaten av røret for å estimere friksjon er en metode. Å lage en gjennomsnittlig friksjon basert på vektede data gjøres også, og er begge ansett som legitime tilnærminger.

Det er også forskjellige trinn i gass-væskestrømning i rør der overganger skjer mellom de forskjellige typer strømningsregimer. Overganger kan omfatte forskyvninger fra ringformet til krøllete ringformet, og plugg til ringformet strømning i vertikalt rør. I horisontale rør inkluderer vanlige overganger i strømningsplaner sneglen til ringformet overgang. Disse, så vel som mange andre typer strømningstilstander og overganger, har alle unike matematiske modeller for å beregne hva den gjeldende strømningshastigheten i røret faktisk er.