Este artículo trata sobre el flujo de slug en la tubería. Slug flow es un patrón de flujo de dos fases, más específicamente un flujo de líquido-gas. En este patrón, el fluido más ligero se mueve continuamente más rápido y también contiene burbujas de gas.
Un flujo lento puede causar oscilaciones de presión dentro de un flujo de tubería. Por lo general, el fluido más pesado se denomina babosa que se mueve más lentamente. Pero también podemos referirnos a las burbujas de un fluido de movimiento rápido más ligero como babosa. En este artículo estudiaremos en detalle el flujo de slug.
¿Qué es un flujo de slug?
Un flujo de slug es un patrón hecho en un flujo de dos fases donde el fluido más ligero se mueve más rápido empujando a lo largo de la burbuja de gas dispersa.
El término babosa se refiere a un fluido más pesado que se mueve lentamente. Pero también podemos estar usando este término para fluidos para encendedores que se mueven rápidamente. Slug flow ocurre dentro de un flujo de dos fases, específicamente un flujo de líquido-gas. Las oscilaciones de presión en la tubería son causadas por este flujo lento. Estudiemos más sobre este flujo en otras secciones de este artículo.
Créditos de las imágenes: miguelfyp, Flujo de lodo, CC BY-SA 4.0
¿Qué es la carga de slug en la tubería?
La carga de slug en la tubería se refiere a la carga aplicada por el flujo de slug dentro de la tubería. El flujo de slug se caracteriza por una secuencia intermitente de slugs de líquido que luego son seguidos por burbujas de gas más largas que fluyen a través de la tubería.
Como se discutió en la sección anterior, la babosa generalmente se refiere a un líquido pesado que fluye muy lentamente. Pero aquí podemos referirnos a un líquido para encendedores que tiene un movimiento veloz. Podemos experimentar oscilaciones de presión dentro de la tubería debido al flujo lento.
Slug flow en tubería horizontal
Cuando el flujo de fluido tiene lugar en una tubería horizontal, el flujo de slug resultante puede denominarse flujo de slug en una tubería horizontal.
Para calcular la carga aplicada por el slug flow en una tubería horizontal, debemos comprender que depende de algunos factores. Estos factores son el diámetro de la tubería, el área de la sección transversal de la tubería, la fuerza resultante, el ángulo de curvatura (en el caso de una tubería horizontal, el ángulo es cero) y la longitud de la tubería. Estudiaremos la fórmula para calcular las cargas de slug en la siguiente sección.
Fórmula de carga de slug en tubería horizontal
Hemos discutido sobre el flujo de slug en la tubería horizontal y los factores de los que depende la carga. En la sección a continuación, discutiremos sobre la fórmula requerida para encontrar la carga de slug en dirección horizontal.
La fórmula para la carga de slug en tubería horizontal se da a continuación:
Dónde,
D es el diámetro de la tubería.
A es el área de la sección transversal de la tubería
L es la longitud de la tubería
theta es el ángulo de curvatura
F es la fuerza resultante
Slug flow en tuberías verticales
Cuando la tubería en la que tiene lugar el flujo de slug es vertical, el flujo resultante se denomina flujo de slug en tuberías verticales.
La carga de slug en tuberías verticales depende de varios factores. Estos factores son el diámetro de la tubería, el área de la sección transversal de la tubería, la longitud de la tubería, el ángulo de curvatura (en el caso de una tubería vertical, el ángulo es de noventa grados), la fuerza resultante. En la siguiente sección, discutiremos sobre la fórmula para calcular las cargas de slug en una tubería vertical.
Fórmula de carga de slug para tubería vertical
Los factores de los que depende la carga de slug se analizan en la sección anterior. Ahora discutiremos la fórmula utilizada para calcular la carga de slug.
La fórmula para la carga de slug en tubería vertical se analiza en la sección que se proporciona a continuación:
Dónde,
D es el diámetro de la tubería.
A es la sección transversal de la tubería.
L es la longitud de la tubería
theta es el ángulo de curvatura
Slug flow en tuberías inclinadas
Cuando la tubería a través de la cual se lleva a cabo el flujo de slug, el flujo resultante se denomina flujo de slug en tuberías inclinadas. Veremos los factores de los que depende la carga de slug en tubería inclinada.
La carga de slug depende de los mismos factores que la de las tuberías verticales y horizontales. Estos factores son el diámetro de la tubería, el área de la sección transversal de la tubería, la longitud de la tubería y el ángulo de inclinación o curvatura. En la siguiente sección, discutiremos sobre la fórmula utilizada para calcular la carga de slug en una tubería inclinada.
Fórmula de carga de slug para tubería inclinada
La fórmula de carga de slug depende de algunos factores y estos factores ya se analizan en la sección anterior. En esta sección utilizaremos estos factores y propondremos una fórmula para calcular la carga de slug en una tubería inclinada.
La fórmula de carga de slug se proporciona en la sección que se proporciona a continuación:
Dónde,
D es el diámetro de la tubería.
A es la sección transversal de la tubería.
L es la longitud de la tubería
theta es el ángulo de curvatura
¿Cómo evitar el slug flow en las tuberías?
El flujo lento puede crear oscilaciones de presión dentro de la tubería. Aunque el slug flow se puede evitar tomando ciertas medidas. Estas medidas se analizan en la siguiente sección.
Se pueden utilizar los siguientes métodos para evitar el flujo lento en las tuberías:
- Uso de drenaje o derivación de efluentes de punto bajo
- Reducir el tamaño de las líneas al punto mínimo permitido por la caída de presión
- Mantener la disposición del flujo de la tubería de tal manera que proteja contra el flujo de la tubería.
Flujo tapón vs flujo lento
La diferencia entre los dos no es tan grande que necesitemos una tabla de diferenciación para ello. Ambos flujos son en realidad muy similares y tienen significados similares.
La única diferencia entre un flujo de pistón y un flujo de slug es que en el flujo de pistón las burbujas se mueven a un ritmo más lento que las burbujas en el flujo de slug. Además, el tamaño de las burbujas es menor en el flujo pistón en comparación con el tamaño de las burbujas en el flujo lento.
Ejemplos de Slugflow
La siguiente lista muestra los diferentes lugares donde se utiliza el flujo de slug.
- Para la producción de hidrocarburos en pozos y su transporte a través de oleoductos.
- En centrales geotérmicas, para producir vapor y agua.
- Ebullición y condensación de sistemas de vapor líquido de centrales térmicas.
- Para enfriar el núcleo de los reactores nucleares en situaciones de emergencia.
- En reactores químicos, para transferir calor y masa entre gas y líquido.
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Hola… Soy Abhishek Khambhata, obtuve B. Tech en Ingeniería Mecánica. A lo largo de cuatro años de mi ingeniería, he diseñado y pilotado vehículos aéreos no tripulados. Mi fuerte es la mecánica de fluidos y la ingeniería térmica. Mi proyecto de cuarto año se basó en la mejora del rendimiento de vehículos aéreos no tripulados utilizando tecnología solar. Me gustaría conectarme con personas de ideas afines.