Estudio del Comportamiento del Flujo Líquido – Líquido en el Coeficiente de Pérdida de Energía en Expansiones y Contracciones Súbitas

Abstract

Uno de los desafíos en el transporte de crudo altamente viscoso, es el de garantizar el flujo de crudo a ser enviado, además de cumplir con los estándares de operación a través de las secciones de tuberías y sus accesorios correspondientes. En la actualidad, el diseño de oleoductos se enfoca en garantizar que las pérdidas de energía sean minimizadas y que el flujo sea optimo. Estos diseños se basan muchas veces en correlaciones que no han sido desarrolladas para flujos bifásicos crudo – agua, los cuales no se reportan muy a menudo en la literatura. La presente investigación busca predecir el comportamiento fluido dinámico, así como las pérdidas de energía de estos flujos bifásicos agua - crudos viscosos a través de expansiones y contracciones súbitas. Se estudiaron los coeficientes de pérdida de energía “K” en una expansión y contracción súbita para los flujos bifásicos líquido – liquido con diferentes tipos de petróleo: API 30,7 – Agua y API 16, variando los cortes de agua de 0%, 25%, 50%, 75% y 100%. Se compararon los resultados obtenidos para el flujo monofásico agua con valores teóricos. Se determinó que los coeficientes “K” son dependientes de la viscosidad de mezcla y por ende de la fracción volumétrica de la fase dispersa tanto en expansiones como en contracciones súbitas para todos los flujos bifásicos analizados. Se observó que la zona de transición en una expansión súbita se incrementa en la medida que disminuye la densidad de mezcla de los flujos bifásicos analizados, así mismo se corroboró que el modelo matematico de Idel ́Chik (1966) subestima los coeficientes de pérdida de energía para flujos bifásicos viscosos.