Evaluación de las Relaciones de Clausura de Velocidad de Deriva y de los Factores de Fricción y Desarrollo de un Algoritmo de Predicción de Patrones de Flujos Multifásico para Líquidos de Alta Viscosidad en Tubería Horizontal.

Abstract

En el presente trabajo se evalúa el flujo multifásico gas-líquido con crudos de alta viscosidad en tubería horizontal. Se utiliza la predicción de los patrones de flujo bifásicos y la transición entre ellos, específicamente la transición estratificado – no estratificado y la transición intermitente- anular mediante los criterios de estabilidad de Kelvin Helmholtz Viscoso (VKH) y No Viscoso (IKH) y el análisis de Taitel y Dukler (1976), los cuales fueron codificados bajo el modelo mecanicista de Xiao y cols. (1990). Igualmente, se evaluó la predicción del gradiente de presión donde fueron incorporadas las relaciones de clausura de velocidad de deriva y factores de fricción líquido-pared, gas-pared y gas-líquido. Se utilizó una base de datos experimental de flujo bifásico aire – líquido con viscosidades comprendidas entre 1cP y 1500cP en tubería horizontal de PDVSA- Intevep, con la cual fueron evaluados los objetivos aplicados. De acuerdo a los resultados obtenidos, se presentan estimaciones del porcentaje de predicción que arrojaron los criterios implementados por Taitel y Dukler, IKH y VKH, donde se puede observar que el modelo IKH predice de mejor manera la transición del patrón de flujo estratificado-no estratificado, con un 21% de porcentaje de predicción y el modelo de Taitel y Dukler en la transición intermitente-anular con un 91% de porcentaje de predicción, para una base de líquidos viscosos (>200 cP). En las estimaciones del error generadas por los factores de fricción, se demuestra que la correlación empírica de Miya y cols. (1971) para el factor de fricción interfacial, fue la más adecuada para la base de datos con líquidos de alta viscosidad arrojando un 27,18% de error porcentual absoluto promedio. Así mismo, para la relación de clausura de velocidad de deriva se obtuvo que el modelo implementado por Jeyechandra y Al-Sarkhi (2010), generó los mismos resultados comparado con la correlación empírica que utiliza originalmente el modelo de Xiao y cols.(1990), ambos arrojaron un 27% de error porcentual absoluto promedio en flujos viscosos. Por último, se compara la precisión del modelo mecanicista de Xiao y cols. (1990) con el nuevo modelo modificado.