Patrones De Flujo

ESTUDIO DE FLUJO BIFÁSICO LÍQUIDO-LIQUIDO EN TUBERÍAS
HORIZONTALES Y LIGERAMENTE INCLINADAS
Carla Casanova, Carolina Pennacchia
Miniproyecto de Ingeniería Química
dirigido por
Prof. Dosinda González-Mendizabal y Prof.César Oronel.
Departamento de Termodinámica y Fenómenos de Transferencia
RESUMEN
En este trabajo se presenta una breve revisión bibliográfica acerca de los modelosmecanísticos propuestos
por algunos autores para estudiar flujo anular y flujo estratificado en flujo bifásico líquido – líquido en
tuberías horizontales y ligeramente inclinadas, con el objeto de sustituir la utilización de mapas de flujo
empíricos por ecuaciones mecanísticas, con la finalidad de predecir las transiciones entre un patrón y otro.

INTRODUCCIÓN
Durante los últimos años se han venidorealizando estudios
de flujo bifásico motivados por la importancia que tiene este tipo
de flujo en los procesos industriales. Sin embargo, los sistemas
gas-líquido son los que han sido estudiados más extensamente,
mientras que los líquido-líquido no, a pesar de los ahorros
energéticos que se pueden lograr en la extracción de crudos y en
su transporte, como por elemplo, por lubricación con aguade las
paredes de la tubería, y en la prevención de efectos corrosivos.
El comportamiento de un flujo bifásico líquido-líquido viene
determinado por las propiedades físicas de los fluidos, la
geometría del sistema y el patrón de flujo asociado, así como en
los sistemas gas-líquido. Sin embargo, se ha demostrado que los
diferentes
conceptos
y
los
resultados
obtenidos
experimentalmentepara flujos gas líquido no pueden ser
aplicados de manera exacta en la caracterización de flujos
líquido-líquido (Brauner y Moalem Maron, 1992; Brauner 1991).
El flujo bifásico se clasifica de acuerdo a las diferentes
distribuciones espaciales de las fases, llamadas patrones de flujo
o regímenes de flujo, los cuales se refieren a la configuración
geométrica de las fases en la tubería.
Elobjetivo principal de este trabajo es realizar una revisión
bibliográfica de los patrones de flujo estratificado y anular con el
fin de determinar límites para predecir las transiciones entre
ellos.
MARCO TEÓRICO
Los patrones de flujo son las distintas configuraciones
que forman dos o más fases al fluir juntas por un conducto. Estos
han sido estudiados tanto teórica como experimentalmente conel
objeto de explicar sus ventajas y desventajas en el transporte de
crudos.
La manera más utilizada es la representación de patrones de
flujo a través de mapas en dos dimensiones, para un conjunto
particular de condiciones, donde se clasifican los datos de
patrones de flujo obtenidos visualmente o a través de otros

métodos que vienen en función de parámetros particulares del
sistema. Unejemplo de esta representación gráfica se muestra a
continuación para un flujo estratificado

Fig. 1. Mapa de flujo (Brauner y Moalem Maron, 1992)
La figura 1 muestra el posible desarrollo de una capa
superior dispersa como una subzona de la configuración del flujo
estratificado. El área sombreada representa la zona donde
aparece el patrón de flujo estratificado disperso, la línea S–D(estratificado–disperso) representa la transición entre ambos
patrones y la zona ZRC representa la región donde apararece el
flujo estratificado no estable.
Actualmente, la visualización de los patrones de flujo se
complementa con la utilización de algunos dispositivos como el
contacto con aguja, sondas de conductancia, sondas de
impedancia, cámaras de alta velocidad, etc.; éstos permitendisminuir el grado de subjetividad que presenta la identificación
visual de los patrones de flujo ya que proporcionan información
de lo que sucede dentro de la tubería aún a altas velocidades de
flujo (Angeli y Hewitt, 2000).
Las variables que afectan a los flujos bifásicos líquidolíquido son: la inclinación de la tubería, la cantidad de agua

introducida a la misma junto con el crudo...