O que é fluxo anular?

O fluxo anular é um método de fluxo de líquido e gás em uma tubulação, onde o material do peso molecular mais claro flui para baixo no centro do tubo e o material de peso molecular mais pesado forma um filme fino que flui ao longo da parede do tubo. É frequentemente visto na indústria do petróleo, onde as taxas de fluxo são altas e podem ocorrer no tubo horizontal e vertical. O fluido de massa ou gás mais leve também pode estar na forma de uma névoa ou suspensão coloidal conhecida como emulsão. A interface entre os materiais que flui pode não ser precisa e pode envolver misturas de gás e líquido.

Variações no fluxo anular são categorizadas como fluxo ondulado, onde ocorrem irregularidades ou fluxo anular fino. No fluxo anular fino, à medida que a taxa de fluxo é aumentada, a suspensão coloidal de glóbulos a gás no núcleo aumenta e leva aos glóbulos que se espalham em faixas e caroços finos. Também existem vários outros tipos de regimes de fluxo, incluindo bolhas, lesmas e rotatividade no tubo vertical, bem como estratificaçãoIED e ondas estratificadas no tubo horizontal. Isso varia porque o fluxo anular possui um limite sem fluxo dentro dele que altera o diâmetro efetivo do interior do tubo. Valores precisos são difíceis de vir, dependendo do método de cálculo usado.

Duas séries de equações são comumente usadas para determinar o fluxo anular. O primeiro é conhecido como fluxo de perímetro molhado, onde o diâmetro efetivo do tubo é dividido por um produto quadrado de áreas de fluxo interno e externo. Os cálculos de perímetro molhado não são ideais, pois se baseiam inteiramente no fluxo interno sendo subtraído do fluxo externo sem subsídio para a região sem fluxo. O método de engenharia de petróleo usa um método mais complexo de comparar o fluxo interno e externo, e é conhecido por produzir resultados de vazãoque são cerca de 40% maiores que o método de perímetro molhado. As equações de engenharia de petróleo parecem refletir melhor a taxa de fluxo medida real do que o método de perímetro molhado, mas o método molhado é o padrão usado na engenharia acadêmica.

Os fatores de atrito também precisam ser contabilizados no fluxo anular. Usar a superfície externa do tubo para estimar o atrito é um método. Criar um atrito médio baseado em dados ponderados também é realizado e são consideradas abordagens legítimas.

Existem também vários estágios no fluxo de gás-líquido no tubo, onde ocorrem transições entre os vários tipos de regimes de fluxo. As transições podem incluir mudanças do anular para onular e plugue para o fluxo anular no tubo vertical. No tubo horizontal, as transições comuns nos esquemas de fluxo incluem a lesma para a transição anular. Esses, assim como muitos outros tipos de estados de fluxo e transições, todos têm modelos matemáticos exclusivos para calcular o que a taxa de fluxo atual no tubona verdade é.