Ejemplos y problemas

Ejemplo 3.1. Predicción de flujo patrón en tuberías. Una mezcla de aire-agua fluye en una tubería horizontal de 5 cm-ID. Una mezcla de aire-agua fluye en una tubería horizontal de 5 cm-ID. El caudal del agua es qL = 0.707 m3 / h, y la del aire es qG = 21.2 m3 / hr. Las propiedades físicas si los líquidos se dan como:

Determinar el patrón de flujo que existe en la tubería bajo estas condiciones.

Solución

1. calcular velocidades superficiales y números de Reynolds:

Ejemplo 2. Calcular el parámetro Lockhart-Martinelli y el nivel del líquido en equilibrio en la tubería. Para flujo turbulento / turbulenta (Cg = CL = 0,046 y n = m = 0.2) el parámetro se reduce a Lockhart_Martinelli

Así

3. calcular dimensiones (tilde) Variables (eq. 3.338)

4. Cheque estratificado a criterio de transición no estratificada

Sustituyendo el valor de F y las otras variables adimensionales en los resultados de la ecuación criterio en

El criterio no se cumple. Esto implica que el flujo es estable y existe flujo estratificado.

5. comprobar estratificado liso al criterio de transición estratificado ondulado.

el criterio es satisfecho. el patrón de flujo está estratificado ondulado.

..---------------------------…--------------….-------------------------------------

Ejemplo 3.2. Aplicar "similitud a través de ecuaciones básicas" a la "ecuación de movimiento combinado" (Ec. 3.28) en el Taitel y Dukler (1.976) Flujo de modelo de predicción de patrones, y obtener la forma adimensional de la eq.34 ecuación), tal como figura

A partir de eq. 3.28, la ecuación combinada-momento dimensional es

Asumiendo interfaz suave (es decir, Tl = GTT) y los rendimientos reordenando la ecuación 3.28

Las tensiones líquidos y de cizallamiento están dadas por

Los factores de fricción se pueden calcular a partir de la ecuación de Blasius, utilizando el concepto diámetro hidráulico, como eq 3,30

donde Cl = CG = 16 y m = n = 1 para el flujo laminar, Cl = CG = 0,046 y m = n = 0,2 para el flujo turbulento, y los diámetros hidráulicos de las fases líquida y gaseosa se dan, respectivamente, por

Sustituyendo los esfuerzos cortantes en la ecuación-impulso combinado reorganizado da

Siguiente, las siguientes variables adimensionales, designados por una tilde (*) se utilizan para no dimensionar la ecuación 3.33

sustituyendo las variables adimensionales, el primer término se hace

del mismo modo, el segundo término es no dimensionalizadas para producir

y el tercer término en forma adimensional es

la combinación de los tres términos sin dimensiones, la ecuación combinada-momento sin dimensiones final puede obtenerse

donde X, el parámetro de Lockhart y Martinelli, e Y, un parámetro de inclinación de ángulo, están dadas por eqs.3.35

Problemas

1. un oklahoma pozo produce 107 SCF / D de gas y 10 000 STB / D de aceite (determinado a presión atmosférica y 25 Grados centígrados. el peso molecular del gas es 20 Kg / Kg mol. el pozo está conectado a una estación gatherin por una tubería ID 30,5 cm.