Efecto de las propiedades de mezcla en el gradiente de presión de flujo de gas y líquido en tuberías horizontales

Abstract

El conocer el gradiente de presión en flujo de gas y de líquido en tuberías, es necesario para el diseño de equipos que operan con flujo bifásico. El flujo bifásico es encontrado frecuentemente en la industria petrolera, química y nuclear entre otras. La solución rigurosa de las ecuaciones de conservación para un flujo de dos fases es muy compleja, debido al gran número de variables de flujo asociadas con ambas fases y también por la complicada naturaleza del flujo. Sin embargo, se han desarrollado modelos de flujos bifásicos que son independientes del patrón de flujo existente. Una de las características de estos modelos es que ignoran la compleja configuración del flujo y tratan a éste como un fluido pseudo homogéneo cuya velocidad y propiedades físicas son un promedio entre ambas fases. El objetivo del presente trabajo es evaluar el efecto de las propiedades de mezcla en el modelo homogéneo en la predicción del gradiente de presión longitudinal en tuberías horizontales para un amplio intervalo de velocidades superficiales de gas y de líquido. Se evalúan por separado un conjunto de modelos presentados en la literatura para determinar la viscosidad y la densidad de mezcla y luego la combinación de dichos modelos para un amplio rango de operación. En general se observa un marcado efecto de la viscosidad de mezcla y de la densidad de mezcla en los gradientes de presión debido a la fricción y a los cambios de energía cinética, respectivamente.