Ecuaciones de estado para gases reales

Flujo multifasico en tuberas inclinadasFlujo Multifsico

Integrantes:Briones Medrano MartinCastro Jimnez JovannyGarca Vzquez AizzarGarza Miranda Lucio JavierIbarra Almaguer Adriana NaylethSaldaa Hernndez Hernn5.1 IntroduccinEl flujo inclinado sedefine comoel flujo atravs de tuberasque sedesvan a partir de la horizontal. Un Influjo direccional se define como el flujo a travs de tuberas que se desvan con respecto a la vertical, y es referida, como Laprdidadepresintotalenlatuberadedescargadebidoal terreno, es la suma de las prdidas por friccin, aceleracin y por elevacin necesarias para transportar los fluidos a lugares con mayor elevacin a cualquier distancia En pocas palabras es cuando el flujo viaja a travs de tuberas que tienen un ngulo de inclinacin diferente a 0 grados (horizontaloes) y 90 grados (verticales)A continuacin nosotros daremos a conocer los modelos para calcular cadas de presin en flujo multifasico en tuberas inclinadas

5.2 Correlacin de FlaniganFlanigan ha conducido numerosas pruebas de campo para flujo inclinado y observ lo siguiente. 1.- La mayora de las cadas de presin ocurren en la seccin ascendente de la tubera. 2.- La cada de presin en la tubera disminuye conforme influjo de gas incrementa.

En la determinacin de la prdida por friccin, Flanigan analiz la correlacin presentada por Ovid Baker y la eficiencia para el flujo horizontal en dos fases como funcin del flujo del lquido a gas Y encontr que la dispersin de los datos era grande. Para asegurar la exactitud, flanigan trabajo con esos datos y desarroll una correlacin la cual da una eficiencia del +- 9% para tuberas. Los datos de la correlacin se obtuvieron de tuberas de 4, 6, 8 y 10 pulgadas de dimetro, mientras los rangos de velocidades del gas fueron de 1 a 12 pies por segundo y el flujo de liquido a gas fue de 20 a 1200 bbl/MMcf. Los fluidos usados fueron gas natural y condensado. Una vez obtenida la eficiencia en la tubera, podemos usar la ecuacin de cada de presin similar a la de Panhandle para determinar el componente de la cada de presin.

Examinando los dato de prueba para tubera de 16 pulgadas Flanigan not lo siguiente:a) Para velocidades de gas relativamente bajas, la mayor cada de presin ocurre en la seccin ascendente de la tubera.b) La cada de presin por elevacin es directamente proporcional a la suma de elevaciones en la tubera.c) La diferencia por elevacin es insignificante d) Las cadas de presin cuesta abajo son insignificantes comparadas con la suma de cuesta arriba.e) La cada de presin en la seccin cuesta arriba varia inversamente con la velocidad del gas.Calculo de correlacin de flanigan1. Calcula la velocidad superficial del gas, Vsg aplicando la formula siguiente:

2. Calcular la relacin gas liquido, R, en bbl/MMcf de gas.3. Calcula en el eje horizontal y determinar el porcentaje de eficiencia de Panhandle.4. Con la eficiencia del paso anterior calcular la cada de presin por friccin, utilizando la ecuacin de Panhandle o una similar. Donde:E = Eficiencia de Panhandle, %

5. Con el valor de la velocidad del gas, obtener HF de la segunda grafica.6. Calcular la suma de las elevaciones, H, de la seccin de la tubera.7. Calcular la cada de presin por elevacin con la siguiente formula.

8. Calcula la cada de presin total ms el componente de friccin y el componente de elevacin. Este procedimiento se desarrolla por el mtodo de prueba y error, debido a que la presin corriente debajo debe ser supuesta para poder calcular el gasto de gas y la velocidad superficial de gas a la presin media en la tubera.

Se sugiere que para la solucin, de las perdidas por friccin para gastos bajos de RGL, se utilice el mtodo de Eaton

5.3 MODELO MECANISTICOS

Los modelos mecanisticos consisten bsicamente en el planteamiento de un modelo fsico simplificado del problema, al que se le aplica un anlisis matemtico, desarrollando las ecuaciones que representan el fenmeno, introduciendo el mayor numero de variables de control que permitan las simplicaciones.

El flujo multifsico en tuberas se caracteriza por involucrar un gran nmero de variables y por presentar diferentes caractersticas.se not que las correlaciones para determinar el colgamiento en los diferentes tipos de flujo eran inadecuadas para todo el rango, as como la consideracin de que las dos fases fluyen como una mezcla homognea. De ah la necesidad de introducir los mecanismos fsicos bsicos que intervienen en el proceso, para mejorar la exactitud de las predicciones y obtener un mejor anlisis. IntroduccinLos modelos mecansticos o mecanicistas intentan modelar matemticamente la fsica del fenmeno en estudio aplicando principios fundamentales, como el de conservacin de la masa, de cantidad de movimiento lineal y de energa, a volmenes de control que por lo general consideran promedios espaciales y temporales de las propiedades, y velocidades de los fluidos. Pueden mejorar nuestra capacidad de predecir la cada de presin y el colgamiento en las tuberas, especialmente en situaciones que no fcilmente se puede modelar en un laboratorio y para las cuales no estn disponibles correlaciones empricas fiables. los modelos mecansticos ms conocidos para flujo bifsico en tuberas verticales se encuentran: Ansari et al. Gomez et al. Ouyang Taitel y Barnea SEGN XIAO

Transicin estratificado No estratificado

Donde todas las variables deben estar en unidades consistentes :

Transicin Intermitente Anular

Cuando las ondas son inestables, el flujo puede cambiar ya sea a flujo intermitente o a anular, dependiendo si existe o no el suficiente suministro de liquido.

Transicin Intermitente Burbuja o Burbujas dispersas Los mecanismos en los que se basa este estado de transicin es el proceso de turbulencias el cual separa las burbujas de gas evitando su coalescencia, y los efectos de la fuerza de tensin superficial actuando para preservar la configuracin de flujo burbuja.

Transicin Estratificado Liso-Estratificado Ondulado Las ondas pueden desarrollarse debido al esfuerzo interfacial o como resultado de la inestabilidad debida a la accin de la gravedad.

SEGN BARNEATransicin PARA BURBUJA O BURBUJA DISPERSA

El valor de Dc es tomado como el mas pequeo entre DCD y DCB.

Donde:DCD= Tamao de burbuja critica arriba del cual la burbuja es deformada.DCB=Tamao de burbuja critica abajo del cual se previene la migracin de las burbujas a la parte superior.

Transicin ESTRATIFICADO NO ESTRATIFICADO

Donde fr es el numero de froude modificado expresado como:

Transmisin ESTRATIFICADO ANULAR

O en trminos a dimensionales como :

FL= Factor de friccin de la fase liquida empleando el dimetro del liquido y la velocidad real del liquidoFLs= Factor de friccin considerando que solo fluye liquidoLs= Gradiente de presin si fluyera solo liquido

Transicin ANULAR INTERMITENTE Esta transicin se supone que ocurre cuando el ncleo de gas es bloqueado en cualquier lugar por la fase liquida. El bloqueo del numero del ncleo de gas se puede deber a dos posibles mecanismos:Inestabilidad de la pelcula de liquido.Bloqueo del ncleo de gas como resultado de un suministro grande de liquido en la pelcula.

Bibliografahttp://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/1267/Tesis.pdf?sequence=1