4.1.1.1. Flujos Horizontales y Semi-Horizontales Semi-Horizontales Los patrones de flujo existentes en estas configuraciones pueden ser:Flujo Estratificado (Stratified), Estratificado-Liso Estratificado-Liso (Stratified-Smooth) (Stratified-Smooth) yEstratificado-Ondulado yEstratificado-Ondulado (Stratified-Wavy)), Flujo Intermitente (Flujo Slug) yBurbuja-Elongado, yBurbuja-Elongado, (Elongated Bubble)). Flujo estratificado (Stratified) (ST)
Ocurre a bajas tasas de gas y líquido, las dos fases son separadas por gravedad, donde la fase líquida se dirige al fondo de la tubería y la fasegaseosa se sitúa en la parte superior de la tubería. El patrón de flujoestratificado flujoestratificado es dividido en: Flujo Estratificado liso (stratified Smooth) (SS). Donde lainterfase gas líquida es uniforme (sin formación de ondas). (Ver figura 20).
37 Flujo Estratificado ondulado (Stratified Wavy) (SW) . Ocurre atasas relativamente altas, la interfase gas-líquido es ondulada. (Ver figura20). Flujo Intermitente (I) El flujo intermitente es caracterizado por alternar flujo de gas y líquido.Baches (slugs) de líquido son ocupados completamente por la tubería,seguidos tubería,seguidos de baches de gas, una parte del líquido es estratificado en elfondo de la tubería y distribuido a lo largo de la misma. Figura 21. Patrones de flujo Intermitentes Intermitentes en tuberías horizontales y semihorizontales. El mecanismo de este flujo es un rápido movimiento del tapón líquidodelante de una película líquida de bajo movimiento. El tapón de líquidoarrastra líquidoarrastra pequeñas burbujas de gas las cuales son concentradas concentradas en frentedel bache (slug) y en la parte p arte superior de la tubería. Este patrón de flujo es dividido en:
38 Flujo Bache (Slug) (SL) y Flujo Burbuja-Elongado (Stratified-Bubble) (EB). Estos patrones de flujo tienen conducta similar al flujointermitente. El patrón de flujo burbuja-elongado es considerado el límitedel patrón de flujo bache, cuando el bache líquido está libre de burbujas.Esto ocurre a tasas relativamente bajas de gas cuando el flujo es lento. Atasas altas de gas, donde el flujo en la frontera del bache está en formade un remolino con burbujas (causado por el bajo movimiento de lapelícula), el flujo es ll amado flujo bache. (Ver figura 21).
39 Figura 22. Patrones de flujo Anulares en tuberías horizontales y semihorizontales. Este patrón de flujo es denominado algunas veces como “Proto-Slug”. Enbase a las definiciones y mecanismos de flujos Anular y Slug, esterégimen es llamado flujo Anular-Ondulado (Wavy Annular) (WA), yclasificado como un subgrupo de flujo Anular. (Ver figura 22). Ladiferencia entre el flujo bache y el flujo Ondulado-anular es másdistinguible en el flujo inclinado hacia arriba. Durante el flujo bache, seobserva que la película líquida es retenida entre cada bache de líquido,mientras en flujo OnduladoAnular, el líquido se mueve ascendentementedelante de las ondas superpuestas sobre la película. Este movimiento deondas se mueve mucho mas bajo que la fase gaseosa. Flujo Burbuja-Disperso (Dispersed-Bubble) (DB) A tasas muy altas de flujo líquido, la fase líquida es la fase continua, en laque la fase gaseosa está dispersa en forma de pequeñas burbujas. Latransición para este patrón de flujo esta definida entre las condicionesdonde las primeras burbujas están suspendidas en el líquido o en bolsasde gas, y cuando tocan la parte alta de la tubería, estas se destruyen;
40 cuando esto ocurre, las burbujas se localizan cerca de la parte alta de latubería, a altas tasas líquidas, las burbujas de gas son dispersadas másuniformemente en toda la sección transversal de la tubería, las dos fasesse mueven a igual velocidad, y el flujo es considerado homogéneo sinresbalamiento (slippage). (Ver figura23). Figura 23. Patrón de flujo Burbuja dispersa en tuberías horizontales. 4.1.1.2. Tuberías inclinadas y verticales con flujo ascendente En este rango de incremento de ángulos, el régimen Estratificadodesaparece y el nuevo patrón de flujo observado es llamado Flujo Revuelto (Churn). Usualmente, los patrones de flujo son más simétricosalrededor del eje de la tubería, y menos dominados por la gravedad. Lospatrones de flujo existentes son: flujo bache, flujo burbuja, flujo Anular,flujo Burbuja-disperso. Flujo Bache (Slug (SL)). El régimen de flujo bache en tuberías verticaleses simétrico alrededor del eje de la tubería, se debe a que la fasegaseosa está localizada en una bolsa de gas en forma de baladenominada “Burbujas de Taylor” con un diámetro similar al diámetro dela tubería. El flujo consiste de sucesivas “Burbujas de Taylor” y bacheslíquidos, que ocupan la sección transversal de la tubería. Una películadelgada fluye descendentemente entre la “Burbuja de Taylor” y la pared de la tubería. La película penetra dentro del siguiente bache líquido,creando una zona mixta ventilada por las pequeñas burbujas de gas. (Ver figura 24). Flujo Anular (A). Como en el caso del flujo horizontal, este flujo secaracteriza por un movimiento rápido en el centro gaseoso con entrada degotas líquidas y un bajo movimiento de la película líquida alrededor de lapared de la tubería. El flujo está asociado con una estructura de ondainterfacial, que resulta en una alta tensión de corte interfacial. En flujovertical, el espesor de la película líquida alrededor de la tubería esaproximadamente uniforme. (Ver figura 24). Figura 24. Patrón de flujo Tapón (Slug) y Anular en flujo vertical ascendente. Flujo Burbuja (bubble flow) (B). En el flujo burbuja, la fase gaseosa esdispersa como pequeñas burbujas, moviéndose ascendentemente de
42 manera zigzagueante, en la fase líquida. Para flujo vertical, la distribuciónde las burbujas es aproximadamente homogénea a lo largo de la seccióntransversal de la tubería. El flujo Burbuja ocurre a tasas relativamentebajas de líquido, con baja turbulencia, y es caracterizado por resbalamiento (slippage) entre la fase gaseosa y la fase líquida.Resultando en grandes valores de fracción de volumen ocupada por ellíquido (Holdup). (Ver figura 25). Flujo Revuelto (Churn (CH)). Este patrón de flujo es caracterizado por unmovimiento oscilatorio de la fase líquida. El flujo Revuelto es similar alflujo Bache, pero se ve mucho más caótico, sin límites limpios entre lasdos fases. Esto ocurre a altas tasas de flujo de gas, donde el bachelíquido recorre la tubería volviéndose espumoso. Los baches estallan através de la fase gaseosa, y entonces ellos se rompen, cayendo haciaatrás, y emergiendo con el siguiente bache. Como resultado de esto, laburbuja Taylor en forma de bala es destruida y ocurre un remolino. (Ver figura 25). Flujo burbuja-dispersa (DB). Similar al caso de flujo horizontal, el flujoburbuja-disperso en tuberías verticales y con inclinaciones fuertes ocurrea tasas de líquido relativamente altas, bajo estas condiciones la fasegaseosa es dispersa como diminutas burbujas dentro de la fase líquidacontinua. Para este patrón de flujo, la fase líquida dominante lleva lasburbujas de gas, y no hay lugar al resbalamiento entre las fases. De aquíque el flujo es considerado homogéneo sin resbalamiento. (Ver figura 25). 43 Figura 25. Patrones de flujo: Burbuja-Dispersa, Revuelto, y Burbuja en tuberías verticales. 4.1.1.3. Tuberías inclinadas con flujo descendente .Presenta los patrones de flujo en un rango completo de inclinación deángulos. Para flujos con inclinación hacia abajo, el patrón de flujodominante es Estratificado-Ondulado, ocurre sobre un amplio rango deinclinación de ángulos hacia abajo, entre flujo horizontal y bajo los -80º,
ycubriendo un amplio rango de tasas de flujo l íquido y flujo de gas. (Ver figura 26).Como se observó en flujo horizontal e inclinado ascendente, flujo Burbuja-disperso y flujo Anular ocurren a tasas altas de flujo de líquido y gas,respectivamente. Para flujo vertical descendente, el patrón de flujoestratificado desparece y existe el régimen de flujo Anular también a bajastasas de flujo de gas, en forma de película que desciende. El patrón deflujo Bache en flujo vertical hacia abajo es similar al que ocurre en flujo http://es.scribd.com/doc/70691881/65/Figura-23-Patron-de-flujo-Burbuja-dispersa-en-tuberiashorizontales http://www.google.com.bo/url?sa=t&rct=j&q=patrones%20de%20flujo%20en %20tuberias&source=web&cd=6&ved=0CEoQFjAF&url=http%3A%2F %2Fwww.petroleoyv.com%2Fwebsite%2Fuploads%2FAnaisabelcampione.pdf&ei=HshT8y8E-iC6AGg7cHgCA&usg=AFQjCNFl58c4zZHsFfjW-AzHEiEvTnYpTw&cad=rja http://www.google.com.bo/url?sa=t&rct=j&q=patrones%20de%20flujo%20en %20tuberias&source=web&cd=1&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F %2Fwww.oilproduction.net%2Fcms%2Ffiles%2FTIE02_200603.pdf&ei=Hs-hT8y8EiC6AGg7cHgCA&usg=AFQjCNHflT0L7UZgK96EOhf6DWiwr6h0jw&cad=rja
hacia arriba, excepto que usualmente la “burbuja Taylor” es inestable ylocalizada excéntricamente fuera del eje de la tubería. La burbuja Taylor puede ascender o descender, dependiendo de las tasas relativas de lafase líquida y gaseosa. (Ver figura 26). Figura 26. Patrones de flujo en tuberías inclinadas y verticales con flujo descendente.
