Cos'è il flusso anulare?

Il flusso anulare è un metodo di liquido e flusso di gas in una tubazione in cui il materiale del peso molecolare più leggero scorre lungo il centro del tubo e il materiale di peso molecolare più pesante forma un film sottile che scorre lungo la parete del tubo.È spesso visto nell'industria petrolifera in cui le portate sono elevate e può verificarsi sia nel tubo orizzontale che in verticale.Il fluido di massa più leggero o il gas possono anche essere sotto forma di una nebbia o una sospensione colloidale nota come emulsione.L'interfaccia tra i materiali a flusso potrebbe non essere precisa e può coinvolgere miscele di gas e liquido.

Le variazioni del flusso anulare sono classificate come flusso ondulato, dove si verificano irregolarità o flusso anulare sottile.Nel flusso anulare sottile, con l'aumentare della portata, la sospensione colloidale dei globuli di gas nel nucleo aumenta e porta ai globuli che si diffondono in strisce e grumi sottili.Esistono anche diversi altri tipi di regimi di flusso, tra cui bolle, lumaca e flusso di piega nel tubo verticale, nonché ondulato stratificato e stratificato nel tubo orizzontale.

Il calcolo delle portate anulari può essere difficile, poiché le equazioni richiedono una misura precisadel diametro interno della conduttura.Ciò varia perché il flusso anulare ha un limite di non flusso al suo interno che cambia il diametro effettivo dell'interno del tubo.Valori accurati sono difficili da trovare a seconda del metodo di calcolo utilizzato.

Due serie di equazioni sono comunemente usate per determinare il flusso anulare.Il primo è noto come flusso perimetrale bagnato, in cui il diametro effettivo del tubo è diviso da un prodotto quadrato di aree di flusso interno ed esterno.I calcoli del perimetro bagnato non sono ideali, in quanto si basano interamente sul flusso interno sottratto dal flusso esterno senza alcuna indennità per la regione senza flusso.Il metodo di ingegneria petrolifera utilizza un metodo più complesso per confrontare il flusso interno ed esterno ed è noto per produrre risultati della portata più alti di circa il 40% rispetto al metodo perimetrale bagnato.Le equazioni di ingegneria petrolifera sembrano riflettere la portata misurata effettiva migliore del metodo perimetrale bagnato, ma il metodo bagnato è lo standard utilizzato nell'ingegneria accademica. Anche i fattori di attrito devono essere considerati nel flusso anulare.L'uso della superficie esterna del tubo per stimare l'attrito è un metodo.Viene inoltre eseguita una creazione di un attrito medio basato su dati ponderati e sono entrambi considerati approcci legittimi.

Esistono anche vari stadi nel flusso di gas-liquido nel tubo in cui si verificano transizioni tra i vari tipi di regimi di flusso.Le transizioni possono includere spostamenti da anulari a quelli anulari-annulari e spina al flusso anulare nel tubo verticale.Nel tubo orizzontale, le transizioni comuni negli schemi di flusso includono la transizione da lumaca a anulare.Questi, così come molti altri tipi di stati di flusso e transizioni, hanno tutti modelli matematici unici per calcolare quale sia la portata corrente nel tubo.