Co to jest przepływ pierścieniowy?

Przepływ pierścieniowy jest metodą przepływu cieczy i gazu w rurociągu, w którym materiał o lżejszej masie cząsteczkowej przepływa po środku rury i cięższy materiał masa cząsteczkowej tworzy cienką warstwę przepływającą wzdłuż ściany rury.Często widać w przemyśle naftowym, w którym prędkości przepływu są wysokie i mogą wystąpić zarówno w rurze poziomej, jak i pionowej.Lżejszy płyn masowy lub gaz może być również w postaci mgły lub zawiesiny koloidalnej znanej jako emulsja.Interfejs między przepływającymi materiałami może nie być precyzyjny i może obejmować mieszanki gazowe i ciekłe.

Wariacji przepływu pierścieniowego są klasyfikowane jako przepływ falowy, w którym występuje nieregularności lub przepływ pierścieniowy.W żałosnym przepływie pierścieniowym, wraz ze wzrostem natężenia przepływu, koloidalne zawieszenie globul gazowych w rdzeniu wzrasta i prowadzi do rozprzestrzeniania się globulów w delikatne smugi i guzki.Istnieje również kilka innych rodzajów schematów przepływu, w tym przepływ pęcherzyków, ślimaków i rezygnacji w rurze pionowej, a także stratyfikowane i warstwowe WAVY w rurce poziomej.

Obliczanie pierścieniowych prędkości przepływu może być trudne, ponieważ równania wymagają precyzyjnej miarywewnętrznej średnicy rurociągu.Zmienia się to, ponieważ przepływ pierścieniowy ma w nim granicę braku przepływu, która zmienia efektywną średnicę wnętrza rury.Dokładne wartości są trudne do uzyskania w zależności od metody zastosowanej obliczeń.

Dwie serie równań są powszechnie stosowane do określenia przepływu pierścieniowego.Pierwszy jest znany jako zwilowany przepływ obwodu, w którym efektywna średnica rury jest podzielona przez kwadratowy produkt wewnętrznych i zewnętrznych obszarów przepływu.Obliczenia obwodu zwilżone nie są idealne, ponieważ opierają się całkowicie na odejmowaniu przepływu wewnętrznego od przepływu zewnętrznego bez dodatku dla regionu braku przepływu.Metoda inżynierii naftowej wykorzystuje bardziej złożoną metodę porównywania przepływu wewnętrznego i zewnętrznego i wiadomo, że wyniki prędkości przepływu są o około 40% wyższe niż metoda zwilżona.Wydaje się, że równania inżynierii ropy naftowej odzwierciedlają faktyczną zmierzoną prędkość przepływu lepiej niż metoda zwilżona, ale zwilżona metoda jest standardem stosowanym w inżynierii akademickiej.

Czynniki tarcia również muszą być uwzględnione w przepływie pierścieniowym.Używanie zewnętrznej powierzchni rury do oszacowania tarcia jest jedną metodą.Wykonane jest również utworzenie średniego tarcia na podstawie ważonych danych i są uważane za uzasadnione podejścia.

Istnieją również różne etapy przepływu gazu-ciecz w rurze, w których występują przejścia między różnymi rodzajami schematów przepływu.Przejścia mogą obejmować przesunięcia z pierścieniowych na młynce i podłączanie do przepływu pierścieniowego w pionowej rurze.W rurze poziomej wspólne przejścia w schematach przepływu obejmują przejście ślimaka do pierścieniowego.Te, a także wiele innych rodzajów stanów przepływu i przejścia, wszystkie mają unikalne modele matematyczne do obliczania, jakie jest właściwe prędkość przepływu w rurze