flujo monofasico

INTRODUCCIÓN
En la práctica es frecuente encontrar tanto flujos monofásicos como multifásicos.

Los problemas de los pozos que presentan flujo monofásico, como en el caso de pozos inyectores y de pozos productores de petróleo limpio o gas, se resuelven usualmente en forma simple mediante el uso de un medidor de flujo y un perfil de temperaturas. Sin embargo, cerca del fondo del pozo puedenexistir condiciones bifásicas, aun cuando la producción en superficie sea limpia.

Por ejemplo, un pozo produciendo a baja tasa con un corte de agua despreciable, casi siempre mantiene el hoyo totalmente lleno de agua desde el fondo hasta la zapata del eductor, excepto por el espacio ocupado por la producción de petróleo y gas, que toma la forma de burbujas levantándose desde una zona de aguacasi estática.

Regímenes de flujo
Cuando entre dos partículas en movimiento  existe gradiente de velocidad, o sea que una se mueve más rápido que la otra,  se desarrollan fuerzas de fricción que actúan tangencialmente a las mismas.
Las fuerzas de fricción tratan de introducir  rotación entre las partículas en movimiento, pero simultáneamente la viscosidad trata de impedir la rotación. Dependiendo del valor relativo de estas fuerzas se pueden producir diferentes estados de flujo.
Cuando el gradiente de velocidad es bajo, la fuerza de inercia es mayor que la de fricción, las partículas se desplazan pero no rotan, o lo hacen pero con muy poca energía, el resultado final es un movimiento en el cual las partículas siguen trayectorias definidas, y todas las partículas que pasan por un puntoen el campo del flujo siguen la misma trayectoria.  Este tipo de flujo fue identificado por  O. Reynolds y se denomina “laminar”, queriendo significar con ello que las partículas se desplazan en forma de capas o láminas.
Al aumentar el gradiente de velocidad se incrementa la fricción entre partículas vecinas al fluido, y estas adquieren una energía de rotación apreciable, la viscosidad pierde suefecto, y debido a la rotación las partículas cambian de trayectoria.  Al pasar de unas trayectorias a otras, las partículas chocan entre sí y cambian de rumbo en forma errática.  Éste tipo de flujo se denomina "turbulento".
El flujo "turbulento" se caracteriza porque:
Las partículas del fluido no se mueven siguiendo trayectorias  definidas.
La acción de la viscosidad es despreciable.
Laspartículas del fluido poseen energía de rotación apreciable, y se mueven en forma errática chocando unas con otras.
Al entrar las partículas  de fluido a capas de diferente velocidad, su momento lineal aumenta o disminuye, y el de las partículas vecina la hacen en forma contraria.
Cuando las fuerzas de inercia del fluido en movimiento son muy bajas, la viscosidad es la fuerza dominante y el flujo eslaminar.  Cuando predominan las fuerzas de inercia el flujo es turbulento. Osborne Reynolds estableció una relación que permite establecer el tipo de flujo que posee un determinado problema.
Para números de Reynolds bajos el flujo es laminar, y para valores altos el flujo es turbulento.    O. Reynolds, mediante un aparato sencillo fue el primero en demostrar  experimentalmente la existencia deestos dos tipos de flujo.
Mediante colorantes agregados al agua  en movimiento demostró  que en el flujo laminar las partículas de agua y colorante se mueven siguiendo trayectorias definidas sin mezclarse, en cambio en el flujo turbulento las partículas de tinta se mezclan rápidamente con el agua.
Experimentalmente se ha encontrado que en tubos de sección circular  cuando el número de Reynoldspasa de 2400 se inicia la turbulencia en la zona central del tubo, sin embargo este límite es muy variable   y depende de las condiciones de quietud  del conjunto.  Para números de Reynolds mayores de 4000 el flujo es turbulento.
Al descender la velocidad se encuentra que para números de Reynolds  menores de 2100 el flujo es siempre laminar, y cualquier turbulencia es   que se produzca es...