Este artigo discute sobre o fluxo slug no tubo. O fluxo em golfadas é um padrão de fluxo de duas fases, mais especificamente um fluxo de gás líquido. Nesse padrão, o fluido mais leve se move mais rápido continuamente, o que também contém bolhas de gás.
Um fluxo de golfadas pode causar oscilações de pressão dentro de um fluxo de tubulação. Normalmente, o fluido mais pesado é denominado como slug que se move mais lentamente. Mas podemos referir as bolhas de fluido mais leve em movimento rápido também como slug. Neste artigo estudaremos detalhadamente sobre o slug flow.
O que é um fluxo lento?
Um fluxo de golfadas é um padrão feito em um fluxo de duas fases onde o fluido mais leve se move mais rápido empurrando ao longo da bolha de gás dispersa.
O termo slug refere-se ao fluido mais pesado que se move lentamente. Mas também podemos usar este termo para fluidos mais leves que se movem rapidamente. O fluxo em golfadas acontece dentro de um fluxo de duas fases, especificamente um fluxo de gás líquido. As oscilações de pressão no tubo são causadas por este escoamento em golfadas. Vamos estudar mais sobre esse fluxo em outras seções deste artigo.
Créditos de imagem: Michael FYP, Fluxo de lesmas, CC BY-SA 4.0
O que é slug load na tubulação?
Slug load na tubulação refere-se à carga aplicada pelo slug flow dentro do tubo. O fluxo de golfadas é caracterizado pela sequência intermitente de golfadas de líquido que são seguidas por bolhas de gás mais longas que fluem através do tubo.
Conforme discutido na seção acima, slug geralmente se refere a líquido pesado que flui muito lentamente. Mas aqui podemos nos referir ao fluido de isqueiro que tem um movimento rápido. Podemos experimentar oscilações de pressão dentro do tubo devido ao fluxo de golfadas ocorrendo.
Slug flow na tubulação horizontal
Quando o fluxo de fluido está ocorrendo em uma tubulação horizontal, o fluxo em golfadas resultante pode ser referido como fluxo em golfadas em tubulação horizontal.
Para calcular a carga aplicada pelo slug flow em uma tubulação horizontal precisamos entender que ela depende de poucos fatores. Esses fatores são o diâmetro do tubo, área da seção transversal do tubo, força resultante, ângulo de curvatura (no caso de tubo horizontal o ângulo é zero) e o comprimento do tubo. Estudaremos sobre a fórmula para calcular as cargas lentas na próxima seção.
Fórmula de carga lenta na tubulação horizontal
Discutimos sobre o escoamento em golfadas em dutos horizontais e os fatores dos quais a carga depende. Na seção abaixo, discutiremos sobre a fórmula necessária para encontrar a carga de golfadas na direção horizontal.
A fórmula para a carga de golfadas na tubulação horizontal é dada abaixo-
Onde,
D é o diâmetro do tubo
A é a área da seção transversal do tubo
L é o comprimento do tubo
Theta é o ângulo de curvatura
F é a força resultante
Slug flow em tubos verticais
Quando a tubulação na qual o escoamento em golfadas está ocorrendo é vertical, então o escoamento resultante é chamado de escoamento em golfadas em tubulações verticais.
A carga de golfadas em tubos verticais depende de vários fatores. Esses fatores são diâmetro do tubo, área da seção transversal do tubo, comprimento do tubo, ângulo de curvatura (no caso de tubo vertical o ângulo é de noventa graus), força resultante. Na próxima seção discutiremos sobre a fórmula para calcular as cargas de golfadas em tubos verticais.
Fórmula de carga lenta para tubo vertical
Os fatores dos quais a carga do slug depende são discutidos na seção acima. Agora vamos discutir a fórmula usada para calcular o slug load.
A fórmula para a carga de golfadas no tubo vertical é discutida na seção abaixo-
Onde,
D é o diâmetro do tubo
A é a seção transversal do tubo
L é o comprimento do tubo
Theta é o ângulo de curvatura
Slug flow em tubos inclinados
Quando o tubo através do qual o escoamento em golfadas está ocorrendo, o escoamento resultante é referido como escoamento em golfadas em tubos inclinados. Veremos os fatores dos quais depende o slug load no tubo inclinado.
A carga de golfadas depende dos mesmos fatores que os tubos verticais e horizontais. Esses fatores são o diâmetro do tubo, a área da seção transversal do tubo, o comprimento do tubo e o ângulo de inclinação ou curvatura. Na próxima seção discutiremos sobre a fórmula usada para calcular a carga de golfadas em tubo inclinado.
Fórmula de carga lenta para tubo inclinado
A fórmula do slug load depende de alguns fatores e esses fatores já são discutidos na seção acima. Nesta seção, usaremos esses fatores e criaremos uma fórmula para calcular a carga de golfadas em tubo inclinado.
A fórmula de carga lenta é fornecida na seção abaixo-
Onde,
D é o diâmetro do tubo
A é a seção transversal do tubo
L é o comprimento do tubo
Theta é o ângulo de curvatura
Como evitar slug flow em tubulações?
O fluxo de golfadas pode criar oscilações de pressão dentro do tubo. Embora o fluxo lento possa ser evitado tomando certas medidas. Essas medidas são discutidas na próxima seção.
Os seguintes métodos podem ser usados para evitar o fluxo de golfadas nas tubulações-
- Uso de dreno ou desvio de efluente de ponto baixo
- Reduzindo os tamanhos das linhas ao ponto mínimo permitido pelo queda de pressão
- Manter a disposição do fluxo da tubulação de forma que proteja contra o fluxo da tubulação.
Fluxo plug vs fluxo slug
A diferença entre os dois não é tão grande que exijamos uma tabela de diferenciação para isso. Ambos os fluxos são realmente muito semelhantes e possuem significados semelhantes.
A única diferença entre um fluxo em pistão e um fluxo em golfadas é que no fluxo em pistão as bolhas se movem a uma taxa mais lenta do que as bolhas no fluxo em golfadas. Além disso, o tamanho das bolhas é menor no fluxo em pistão em comparação com o tamanho das bolhas no fluxo em golfadas.
Exemplos de fluxo Slug
A lista abaixo mostra os diferentes locais onde o fluxo de golfadas é usado.
- Produzir hidrocarbonetos em poços e seu transporte através de dutos.
- Em usinas geotérmicas, para produzir vapor e água.
- Ebulição e condensação de sistemas de vapor líquido de usinas termelétricas.
- Para resfriar o núcleo de reatores nucleares em situações de emergência.
- Em reatores químicos, para transferir calor e massa entre gás e líquido.
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Olá….Eu sou Abhishek Khambhata, busquei B. Tech em Engenharia Mecânica. Ao longo de quatro anos de minha engenharia, projetei e pilotei veículos aéreos não tripulados. Meu forte é mecânica dos fluidos e engenharia térmica. Meu projeto do quarto ano baseou-se na melhoria do desempenho de veículos aéreos não tripulados utilizando tecnologia solar. Eu gostaria de me conectar com pessoas que pensam como eu.