Vad är ringformat flöde?
Ringformigt flöde är en metod för vätske- och gasflöde i en rörledning där materialet med lättare molekylvikt rinner nerför rörets centrum och materialet med tyngre molekylvikt bildar en tunn film som strömmar längs rörväggen. Det ses ofta i petroleumsindustrin där flödeshastigheterna är höga och kan förekomma i både horisontellt och vertikalt rör. Den lättare massvätskan eller gasen kan också vara i form av en dimma eller kolloidal suspension, känd som en emulsion. Gränssnittet mellan de strömmande materialen kanske inte är exakt och kan involvera gas- och vätskeblandningar.
Variationer i ringformat flöde kategoriseras som vågigt flöde, där oregelbundenheter inträffar, eller viskigt ringformat flöde. I viskigt ringformat flöde, när flödeshastigheten ökas, ökar den kolloidala suspensionen av gaskulor i kärnan och leder till att kulorna sprider sig ut i vittiga ränder och klumpar. Flera andra typer av flödesregimer finns också, inklusive bubbel-, snigel- och kärnflöde i vertikalt rör, liksom stratifierat och stratifierat vågigt i horisontellt rör.
Beräkning av ringformiga flödeshastigheter kan vara svårt, eftersom ekvationerna kräver ett exakt mått på rörledningens innerdiameter. Detta varierar eftersom det ringformiga flödet har en gräns utan flöde inuti det som ändrar rörets inre diameter. Det är svårt att nå exakta värden beroende på vilken beräkningsmetod som används.
Två serie ekvationer används vanligtvis för att bestämma ringformat flöde. Den första är känd som Wetted Perimeter-flöde, där den effektiva diametern på röret delas av en kvadratisk produkt av inre och yttre flödesområden. Beräkningar av vätad perimeter är inte idealiska, eftersom de helt baseras på inre flöde som subtraheras från yttre flöde utan tillåtelse för området utan flöde. Petroleum Engineering-metoden använder en mer komplex metod för att jämföra inre och yttre flöde, och det är känt att producera flödeshastighetsresultat som är ungefär 40% högre än metoden Wetted Perimeter. Petroleum Engineering-ekvationerna verkar reflektera den faktiska uppmätta flödeshastigheten bättre än Wetted Perimeter-metoden, men Wetted-metoden är dock standarden som används i akademisk teknik.
Friktionsfaktorer måste också redovisas i ringformat flöde. Att använda rörets yttre yta för att uppskatta friktion är en metod. Att skapa en genomsnittlig friktion baserad på vägda data görs också och anses båda vara legitima metoder.
Det finns också olika steg i gas-vätskeflöde i rör där övergångar sker mellan de olika typerna av flödesregimer. Övergångar kan inkludera förskjutningar från ringformigt till wispy-ringformat och plug till ringformat flöde i vertikalt rör. I horisontella rör inkluderar vanliga övergångar i flödesscheman snegeln till ringformad övergång. Dessa, liksom många andra typer av flödestillstånd och övergångar, har alla unika matematiska modeller för att beräkna vad den aktuella flödeshastigheten i röret faktiskt är.