Caracterización numérica de flujos bifásicos aire-agua en tuberías horizontales e inclinadas utilizando el modelo de dos fluidos.

Abstract

El flujo bifásico en patrón slug es uno de los flujos que requiere mayor esfuerzo en su caracterización y modelaje, debido a sus características de distribución espacial de sus fases, que genera intermitencia al flujo. Este flujo ocurre en un rango grande de caudales de gas y líquido, en ductos de diámetro medio y pequeño con variación periódica de la densidad, fracción de vacío y presiones en la sección transversal del ducto. En el presente trabajo se estudia numéricamente el régimen slug a lo largo de una tubería horizontal e inclinada utilizando el Modelo de Dos Fluidos. Se realiza un análisis detallado de las estadísticas del flujo con la caracterización de los principales parámetros como longitud, velocidad frontal y posterior y la frecuencia de pasaje del slug a lo largo de la tubería. Los datos obtenidos de las simulaciones se analizan a través de histogramas de distribución, así como de funciones densidad de probabilidad (PDF) de las variables hidrodinámicas; destacándose el carácter aleatorio del flujo en patrón slug. Adicionalmente, se realizan comparaciones con datos de trabajos experimentales de la literatura con una muy buena concordancia, errores menores del 20%.