Vad är ringformigt flöde?

Ändrigt flöde är en metod för vätska och gasflöde i en rörledning där materialet med lättare molekylvikt rinner ner i mitten av röret och det tyngre molekylviktsmaterialet bildar en tunn film som rinner längs rörväggen.Det ses ofta i petroleumsindustrin där flödeshastigheterna är höga och kan förekomma i både horisontellt och vertikalt rör.Den lättare massvätskan eller gasen kan också vara i form av en dimma eller kolloidal suspension känd som en emulsion.Gränssnittet mellan de flödande materialen kanske inte är exakta och kan involvera gas- och vätskeblandningar.

Variationer i ringformigt flöde kategoriseras som vågigt flöde, där oregelbundenheter förekommer eller vittigt ringformigt flöde.I det wispy ringformiga flödet, när flödeshastigheten ökas, ökar den kolloidala suspensionen av gaskulor i kärnan och leder till att kulorna sprider sig ut i vittiga streck och klumpar.Flera andra typer av flödesregimer finns också, inklusive bubbla, snigel och kärnflöde i vertikalt rör, såväl som stratifierade och stratifierade vågiga i horisontellt rör.

Beräkning av ringformade flödeshastigheter kan vara svårt, eftersom ekvationerna kräver en exakt måttav den inre diametern på rörledningen.Detta varierar eftersom ringformigt flöde har en no-flow-gräns inom den som ändrar den effektiva diametern för rörets inre.Exakta värden är svåra att få beroende på metoden för beräkning som används.

Två serier av ekvationer används ofta för att bestämma ringformigt flöde.Den första är känd som vätad omkretsflöde, där rörets effektiva diameter delas upp av en kvadratisk produkt av inre och yttre flödesområden.Vätade omkretsberäkningar är inte idealiska, eftersom de är helt baserade på att inre flödet dras från yttre flöde utan bidrag för no-flow-regionen.Petroleum Engineering -metoden använder en mer komplex metod för att jämföra inre och yttre flöde, och det är känt att producera flödeshastighetsresultat som är cirka 40% högre än den fuktade omkretsmetoden.Petroleumteknikekvationerna verkar återspegla den faktiska uppmätta flödeshastigheten bättre än den vätade omkretsmetoden, men den fuktade metoden är standarden som används i akademisk teknik.

Friktionsfaktorer måste också redovisas i ringformigt flöde.Att använda rörets yttre yta för att uppskatta friktion är en metod.Att skapa en genomsnittlig friktion baserad på viktade data görs också och betraktas båda som legitima tillvägagångssätt.

Det finns också olika steg i gas-vätskeflödet i rör där övergångar inträffar mellan de olika typerna av flödesregimer.Övergångar kan inkludera skift från ringformulär till wispy-annular och ansluta till ringformigt flöde i vertikalt rör.I horisontella rör inkluderar vanliga övergångar i flödesscheman snigel till ringformad övergång.Dessa, liksom många andra typer av flödeslägen och övergångar, har alla unika matematiska modeller för att beräkna vad den nuvarande flödeshastigheten i röret faktiskt är.