Cálculo Ipr-Producción

USO DE IMÁGENES DE VIDEOS DIGITALES PARA ESTIMAR EL HOLD-UP DE LIQUIDO EN TUBERÍAS VERTICALES Y RECONOCER LOS PATRONES DE FLUJO Gayón Jennifer, González Alejandro y Vargas Pedro Miniproyecto de Ingeniería Química Dirigido por: Aura L. López de Ramos Departamento de Termodinámica y Fenómenos de Transferencia RESUMEN En este trabajo la visualización de flujo bifásico, en un sistema aire-agua, fuerealizada con una cámara digital de alta velocidad, la cual se llevó a cabo en tres tuberías verticales de plexiglas de diámetros internos de 0.01905 m, 0.03175m y 0.04445m, y 8 m de longitud. Esta cámara digital fue utilizada para visualizar los patrones de flujo y calcular el hold-up local de líquido. Los patrones de flujo observados fueron: burbuja, slug, churn y anular, los cuales se grabaroncon una velocidad comprendida entre 2550 y 4500 fps. Así mismo, se realizó el cálculo de hold-up con las correlaciones de Beggs and Brill y se compararon con los resultados experimentales obtenidos en la visualización. INTRODUCCIÓN El flujo multifásico es definido como el flujo simultáneo de numerosas fases, siendo el flujo bifásico el caso mas simple. Las variables mas importantes manejadas eneste estudio son: flujo volumétrico de gas y líquido, propiedades físicas de las fases, diámetro e inclinación de la tubería, presión de operación, hold-up, caída de presión y régimen de flujo. Este último ha sido la variable mas importante de estudio, debido a que ésta afecta directamente los valores de hold-up y caída de presión. El hold-up se define como la relación de volumen ocupado por un gasen un segmento de tubería y el volumen total del segmento de la misma. El uso, medida y cálculo del hold-up ha tenido profundos cambios durante el tiempo. De todos los métodos que existen el mas usado, simple y preciso, ha sido el método de cierre rápido de válvula de bola. Varios autores lo han usado para obtener correlaciones empíricas para el cálculo del hold-up, como las correlaciones de Beggsand Brill, quienes trabajaron con tuberías de 1 a 11/2 pulgadas y 90 pies de longitud, variando el ángulo de inclinación de la mismas desde –90º hasta +90º, para el sistema aire-agua (Beggs and Brill, 1991). Hasta ahora la técnica de visualización de flujo se ha utilizado para la caracterización, el estudio del comportamiento de los patrones de flujo y el cálculo del hold-up. Los objetivos de estetrabajo son reconocer los patrones de flujo a partir de los caudales de líquido y gas, y calcular el hold-up local usando una serie de imágenes digitales obtenidas por una cámara de video de alta velocidad con una velocidad de grabación 2250-4500 cuadros por segundo. PATRONES DE FLUJO Flujo anular: Los patrones a regímenes de flujo frecuentemente encontrados en tuberías verticales en dos fasesson mostradas en la figura 1. La mayoría de los investigadores avocados a este estudio definen cuatro regímenes que pueden ocurrir en una tubería vertical. Los nombres y descripciones dadas por La fase gaseosa es continua y la mayor parte del líquido se introduce en ésta en forma de gotitas. La pared de la tubería esta cubierta por una película de líquido y las fase gaseosa controla la caída depresión (Fig.d) (Beggs and Brill, 1991). Orkiszewski serán usadas en esta discusión (Beggs and Brill, 1991). A continuación se presenta una breve descripción de la manera en la cual los fluidos se distribuyen en la tubería para cada régimen. Flujo de burbuja: La tubería se encuentra prácticamente llena de líquido y la fase de gas libre se presenta en pequeñas burbujas las cuales se mueven a diferentesvelocidades exceptuando aquellas que por su densidad tienen pequeños efectos en el gradiente de presión. La pared de la tubería esta siempre en contacto con la fase líquida (Fig.a) (Beggs and Brill, 1991). Flujo Slug: La fase gaseosa es mas significativa. Sin embargo la fase líquida sigue siendo continua, las burbujas de gas coalescen y forman tapones o slugs los cuales ocupan prácticamente...