Herramienta computacional para el estudio del comportamiento del flujo multifásico con transferencia de calor en líneas de flujo

Abstract

El presente trabajo especial de grado nace de las líneas de investigación de la Escuela de Ingeniería de Petróleo en el área de flujo multifásico, mediante la creación de una herramienta computacional que permita pronosticar de manera confiable las condiciones a través de una línea de flujo, y a su vez complementar las investigaciones anteriores en la misma área, pero enfocadas a la tubería de producción. En principio se hizo una revisión bibliográfica sobre las distintas correlaciones de flujo multifásico existentes y transferencia de calor, a partir de las cuales se programó la herramienta computacional. Como lenguaje de programación, se utilizó Borland Delphi 7.0, escogido principalmente por su fácil manejo. La metodología desarrollada en la elaboración de la herramienta computacional, AFM, permitió la creación de dos módulos principales: uno de pérdida de presión, y otro de transferencia de calor. Para la validación de cada uno de estos módulos, se realizaron un conjunto de sensibilidades en donde se establecieron los parámetros más influyentes sobre la presión y la temperatura de salida, variables resultantes de la simulación con el Analizador de Flujo Multifásico aquí desarrollado. Asimismo, la herramienta aquí desarrollada, se comparó con un simulador comercial con la finalidad de validar el módulo de transferencia de calor. El diseño estuvo basado en una investigación exhaustiva de los modelos utilizados para predecir el gradiente de presión y la transferencia de calor en las tuberías. Adicionalmente se incluye la posibilidad de realizar estudios de inyección de diluentes y el efecto de la radiación solar en la transferencia de calor. Esta herramienta permitirá modelar el análisis PVT a condiciones “in situ”, pronosticar, los efectos y configuraciones de flujo que ocurren en la tubería. La evaluación de las metodologías propuestas para cada caso y la construcción de diversos Diagramas de Tornado, permitió concluir que la inclinación y el diámetro interno de la tubería, son los parámetros que más influyen en la presión de salida de la línea de flujo.