Revista de Ingeniería Mecánica Aplicada

Abstracto

Estudio numérico de las características hidrodinámicas del flujo gas-líquido en tuberías verticales

Massoud EZ, Xiao Q, Teamah MA y Saqr KM

Los flujos multifásicos se dan en una amplia gama de aplicaciones, incluidas las industrias nuclear, química y petrolera. Uno de los regímenes de flujo más importantes que se encuentran en el flujo multifásico es el flujo de slug, que a menudo se encuentra en los sistemas de producción de petróleo y gas. Los problemas de slug pueden causar inundaciones en las instalaciones de procesamiento aguas abajo, corrosión severa de las tuberías e inestabilidad estructural de las tuberías e inducir además las oscilaciones del flujo del yacimiento y una mala gestión del yacimiento. En el presente estudio, se utiliza la simulación de dinámica de fluidos computacional para investigar el flujo de slug de dos fases en tuberías verticales utilizando la metodología de volumen de fluido (VOF) implementada en el código comercial ANSYS Fluent. Las fuerzas viscosas, inerciales e interfaciales tienen un efecto significativo en las características hidrodinámicas del flujo de slug de dos fases. Estas fuerzas se pueden investigar introduciendo un conjunto de números adimensionales, a saber: número de viscosidad inversa, Nf, número de Eotvos, Eo y número de Froude, FrTB. La simulación tiene en cuenta las características hidrodinámicas del flujo de slug de dos fases, que incluyen: la forma de la burbuja de Taylor, el perfil de la burbuja, la velocidad y el espesor de la película descendente, el patrón de flujo de estela y la distribución de la tensión de corte de la pared. Los resultados de la simulación CFD concuerdan bien con los datos experimentales y los modelos anteriores disponibles en la literatura.